Rührreibschweißen versteifter Platten
Versteifte Platten aus Aluminium werden in vielen Industriezweigen verwendet, z. B. in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie, im Schienenverkehr, im Schiffsbau und im Brückenbau. Diese versteiften Platten bestehen aus zwei Teilen: einem Blech, das als „Haut“ bezeichnet wird, und Versteifungen. Früher wurden zwei Verbindungstechniken bevorzugt: das Nieten oder das MIG-Schweißen. Heute wird das FSW-Schweißen von versteiften Platten in diesen Industriezweigen aufgrund der hohen technischen Eigenschaften der geschweißten Komponenten immer beliebter.
EIGENSCHAFTEN VERSTEIFTER PLATTEN
VERSTEIFTE PLATTEN AUS HOCHFESTEM ALUMINIUM
Versteifte Platten werden in Industriezweigen mit hohen technischen und mechanischen Anforderungen eingesetzt, z. B. in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie oder im Schiffbau.
VERSTEIFTE PLATTEN MIT GROSSER LÄNGE
Versteifte Platten können bis zu 12 Meter lang sein. Die Größe ist daher ein wichtiger Faktor bei der Wahl der Verbindungstechnik.
GEOMETRIE DER VERSTEIFTEN PLATTEN
Versteifungen können verschiedene Formen haben: „T“-förmig, rechteckig, dreieckig oder omegaförmig. Versteifte Platten sind kompliziert zu schweißen. Das Schweißen von versteiften Platten sollte daher mit einer Kraftkontrolle durchgeführt werden.
EIGENSCHAFTEN VERSTEIFTER PLATTEN
VERSTEIFTE PLATTEN AUS HOCHFESTEM ALUMINIUM
Versteifte Platten werden in Industriezweigen mit hohen technischen und mechanischen Anforderungen eingesetzt, z. B. in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie oder im Schiffbau.
VERSTEIFTE PLATTEN MIT GROSSER LÄNGE
Versteifte Platten können bis zu 12 Meter lang sein. Die Größe ist daher ein wichtiger Faktor bei der Wahl der Verbindungstechnik.
GEOMETRIE DER VERSTEIFTEN PLATTEN
Versteifungen können verschiedene Formen haben: „T“-förmig, rechteckig, dreieckig oder omegaförmig. Versteifte Platten sind kompliziert zu schweißen. Das Schweißen von versteiften Platten sollte daher mit einer Kraftkontrolle durchgeführt werden.
VORTEILE DES FSW-VERFAHRENS BEIM ZUSAMMENFÜGEN VERSTEIFTER PLATTEN
LÄNGERE UND STEIFERE PLATTEN
Aluminiumprofile haben in der Regel eine Breite von weniger als 400 mm. Mit FSW kann diese Grenze überschritten werden, indem die Profile stumpf verschweißt werden.
EIN EINZIGER HERSTELLUNGSSCHRITT
Keine Vorbereitung des Werkstücks, kein Entfetten, keine Bearbeitung nach dem Schweißen.
LEICHTERE UND STEIFERE PLATTEN
Die Profiloptimierung in Verbindung mit FSW begrenzt unnötige Formen.
NIEDRIGE PRODUKTIONSKOSTEN
Im Vergleich zum Nieten oder Schrauben.
LÄNGERE UND STEIFERE PLATTEN
Aluminiumprofile haben in der Regel eine Breite von weniger als 400 mm. Mit FSW kann diese Grenze überschritten werden, indem die Profile stumpf verschweißt werden.
EIN EINZIGER HERSTELLUNGSSCHRITT
Keine Vorbereitung des Werkstücks, kein Entfetten, keine Bearbeitung nach dem Schweißen.
LEICHTERE UND STEIFERE PLATTEN
Die Profiloptimierung in Verbindung mit FSW begrenzt unnötige Formen.
NIEDRIGE PRODUKTIONSKOSTEN
Im Vergleich zum Nieten oder Schrauben.
Welche Anwendungsbereiche gibt es für FSW-geschweißte versteifte Platten?
FSW-geschweißte versteifte Platten sind in vielen industriellen Anwendungen innerhalb von Schlüsselbranchen wie Schiffbau, Brückenbau, Automobilbau oder Luft- und Raumfahrt zu finden.
ISCHIFFBAUINDUSTRIE
In der Schiffbaubranche beobachten wir eine Standardisierung von Aluminiumplatten für Schiffe (Frachtschiffe, Fähren, Containerschiffe). Der Grund dafür ist einfach: Aluminium ist ein leichtes, korrosionsbeständiges und aufgrund seiner Wiederverwertbarkeit umweltfreundliches Material.
Aluminium ist jedoch teurer als Stahl und erfordert eine optimierte Designstruktur, die auf Extrusion basiert. Diese Extrusionen sind mit Lichtbogenschweißtechniken nur schwer zu schweißen. Eine der besten Möglichkeiten, versteifte Platten aus Aluminium zu schweißen, ist daher das FSW-Schweißen.
Bildunterschrift: Brücken für Schnellfähren, Marine Aluminium Norway
Brücken für Schnellfähren, Marine Aluminium Norway
AUTOMOBILINDUSTRIE
In der Automobilbranche werden versteifte Platten aus Aluminium für die Herstellung von Batteriegehäusen für Elektrofahrzeuge verwendet.
Die Batteriegehäuse erzeugen beim Laden der Batterie und während des Gebrauchs Wärme. Daher befinden sich im Inneren der Gehäuse Wärmetauscher in Form von Rohrschlangen, um übermäßige Temperaturen zu vermeiden. Diese Systeme nehmen jedoch Platz weg, erhöhen das Gewicht und die Herstellungskosten. Deshalb werden diese versteiften Platten, die ein Wasserkühlsystem beinhalten und FSW-geschweißt sind, für den Boden und den Rahmen dieser Batteriegehäuse verwendet.
EISENBAHNINDUSTRIE
In der Eisenbahnindustrie werden versteifte Platten zur Herstellung von Böden und Seitenstrukturen verwendet. Die wichtigsten Auftraggeber in diesem Sektor setzen bereits FSW zum Schweißen ihrer Teile ein: Hitachi, Alstom, Bombardier.
LUFT- UND RAUMFAHRTINDUSTRIE
Kostengünstige Herstellung von Flugzeugpaneelen durch FSW (T-Profile und Biegen) – DARPA, USA.
In der Luft- und Raumfahrtindustrie werden FSW-geschweißte versteifte Platten in den Seitenwänden oder Böden von Flugzeugen verwendet. Dies ist z. B. beim Eclipse 500 der Fall.
Die Verwendung von FSW in der Luft- und Raumfahrt ermöglicht es, das Nieten zu ersetzen, wodurch das Korrosionsrisiko vermieden und die mechanische Festigkeit der zusammengesetzten versteiften Platten erhöht wird. Darüber hinaus bietet der Ersatz von Nieten durch FSW mehrere Vorteile :
Ein einziger Herstellungsschritt,
Verringerung der Dicke der Teile,
Hohe mechanische Belastbarkeit durch verbesserte Ermüdungsfestigkeit,
100% wasserdichte Platten.
Diese versteiften Platten sind auch für die Herstellung von Aluminiumtanks unerlässlich. Mit ihnen können große Tanks ersetzt werden, wodurch Platz geschaffen und das Gewicht der Ausrüstung verringert wird.
Bildunterschrift: Kostengünstige Herstellung von Platten für Flugzeuge durch FSW (T-Profile und Biegen) – DARPA, USA.
BAUBRANCHE
Ein weiterer Bereich, in dem FSW-geschweißte versteifte Platten zu finden sind, ist das Bauwesen und insbesondere die Herstellung von Brücken. Dies erlaubt es, die Strukturen leichter zu machen und die Ermüdungsfestigkeit mit steiferen Platten durch FSW-geschweißte Versteifungen an der Haut der Platte zu verbessern.
FSW-SCHWEISSEN VERSTEIFTER PLATTEN
Zwei Schritte zum Schweißen versteifter Platten mit FSW:
Haut- und Versteifungsschweißen : FSW-Durchlichtschweißkonfiguration. Die Versteifung wird auf der Haut der Platte platziert.
Aneinander schweißen versteifter Platten: FSW- Stumpfschweißkonfiguration. Die versteiften Platten werden nebeneinander angeordnet, um sie miteinander zu verbinden. Dies ermöglicht die vereinfachte Herstellung von großen Platten.
Möchten Sie mehr über mit FSW geschweißten versteifte Platten erfahren? Lesen Sie unseren Artikel
QUALITÄTSKONTROLLE FSW-GESCHWEISSTER VERSTEIFTER PLATTEN
Um Ihre FSW-Schweißnaht zu qualifizieren und das Verfahren industrialisieren zu können, müssen Sie Qualitätskontrolltests nach der FSW-Norm ISO 25239 durchführen:
Makrografische Schnitte: Es sind zwei makrografische Schnitte erforderlich, um sicherzustellen, dass keine Porosität vorhanden ist und die Schweißnähte nicht durchdrungen sind.
S-Biegen: Hierbei wird die Schweißnaht verdreht, um ihre Festigkeit zu prüfen.
FSW Stirweld-Expertise
Unser Expertenteam steht Ihnen zur Verfügung, um Ihre Schweißnaht zu qualifizieren, indem es Ihnen eine Studie Ihres Werkstücks anbietet. Dies umfasst das Co-Design, die Herstellung des Spannsystems, die Festlegung der Schweißparameter, aber auch die Qualitätskontrolle Ihres Werkstücks. Erfahren Sie mehr über unser Angebot zur Herstellung von Prototypen. Hier klicken.
