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Neue Ansätze zur Überwachung und Optimierung des Rührreibschweißens mit ZFP

 
: Conrad, Christian; Dobmann, Gerd; Wolter, Bernd

:
Volltext urn:nbn:de:0011-n-2524917 (475 KByte PDF)
MD5 Fingerprint: 60ba20eb051e7d3a00511a8a57dc43d6
Erstellt am: 6.8.2013


Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung e.V. -DGZfP-, Berlin:
ZfP in Forschung, Entwicklung und Anwendung. DGZfP-Jahrestagung 2013. CD-ROM : Zerstörungsfreie Materialprüfung, 6. - 8. Mai 2013, Dresden
Berlin: DGZfP, 2013 (DGZfP-Berichtsbände 141-CD)
ISBN: 978-3-940283-49-8
Paper Mi.1.C.4
Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (Jahrestagung) <2013, Dresden>
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
BO 3320/12-1; Rührreibschweissen
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
WO 903/2-2
Deutsch
Konferenzbeitrag, Elektronische Publikation
Fraunhofer IZFP ()
Rührreibschweißen; friction stir welding (FSW)

Abstract
Das Rührreibschweißen (friction stir welding, FSW) weist gegenüber den klassischen Schmelzschweißverfahren eine Reihe von Vorteilen auf, weshalb sich vermehrt Anwendungen dieses wärmearmen Fügeverfahrens in der Industrie finden. Mit der zunehmenden industriellen Verbreitung steigt auch der Bedarf an geeigneten, qualitätssichernden Maßnahmen. Hierzu zählt der Einsatz von mit ZFP zum Nachweis von Schweißnahtunregelmäßigkeiten. Neben den konventionellen Unregelmäßigkeiten, die in gleicher oder ähnlicher Form auch bei den klassischen Schmelzschweißverfahren auftreten, kommt es beim Rührreibschweißen zu verfahrenstypischen Unregelmäßigkeiten, die bisher weder bzgl. ihrer Auswirkungen auf die Belastbarkeit der Schweißverbindung noch bzgl. der Möglichkeiten ihres zerstörungsfreien Nachweises umfassend beschrieben sind. Hierzu zählen das kollabierte Schweiß-Nugget und die Anhäufung von oberflächennahen Riefen und Blasen. Besonders kritisch sind langgezogene Schlauchporen und sogenannte Oxidbänder. Schlauchporen entstehen hier anders als bei Schmelzschweißverfahren nicht durch Ausgasungen, sondern sind das Ergebnis ungeeigneter Einstellungen der Prozessparameter. Oxidbänder sind Reste der ursprünglich auf den Bauteiloberflächen haftenden Oxid- / Hydroxidschicht, die während der Schweißung in die Naht eingerührt wurden. Beide Fehlerarten können die statische und besonders die dynamische Belastbarkeit der Schweißverbindung dramatisch schwächen. FSW ist in besonderer Weise geeignet, Mischverbunde zwischen verschiedenen Materialien (Al, Mg, Stahl und neuerdings auch CFK) herzustellen. Hieraus ergeben sich neue Aufgaben für die ZFP, wie die Charakterisierung der Durchmischung der Materialien beider Fügepartner. Am IZFP wurden verschiedene Verfahren der Wirbelstrom-, Ultraschall- und Röntgenprüfung zur Bestimmung dieser verfahrenstypischen Qualitätsmerkmale wie zum Beispiel Schlauchporen, lack of penetration und lack of fusion eingesetzt und entsprechend den besonderen Anforderungen des FSW weiterentwickelt. Die Fehler sollen aber nicht nur im Post-Prozess detektiert, sondern bereits ihre Entstehung erkannt und im günstigsten Fall durch Einleitung geeigneter Korrekturmaßnahmen sogar vermieden werden. Hierfür wurden am IZFP geeignete In-Prozess-Verfahren entwickelt, sowie Methoden zur Prozessoptimierung.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-252491.html