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Friction Stir Welding oder Rührreibschweißen ist ein Verfahren, bei dem zwei zu verbindende Bauteile mit Hilfe von Reibwärme und Druck verbunden werden. Dazu bedarf es eines sich drehenden Werkzeugs. Welche Vorteile bietet das moderne Schweißverfahren und wo kommt es zum Einsatz?
Rührreibschweißen: Erklärung und Anwendungsbereiche
Das Verfahren des Rührreibschweißens wird auch Friction Stir Welding oder kurz FSW genannt. Es handelt sich hierbei um ein Pressschweißverfahren, welches alternativ zum klassischen Metallschutzgasschweißen angewandt wird. Als Verfahren wurde FSW zu Beginn der 90er Jahre von Wayne Thomas entwickelt und wenig später patentiert. Bereits Mitte der 90er Jahre hat es immer breitere Anwendung gefunden und gehört inzwischen zu den häufig angewandten Schweißtechniken in mehreren High-Tech-Bereichen.
Vor allem in der Luftfahrt, im Sektor der Verteidigung und in der Automobilindustrie mit dem Spezialbereich der Elektromobilität überzeugen die Vorteile des Rührreibschweißens. Ein Anbieter dieses Verfahrens ist das französische Unternehmen TRA-C industrie mit drei Standorten in unserem Nachbarland. Es betreibt ein eigenes Forschungslabor, in dem die Technik optimiert und dadurch die Nutzung von FSW gesteigert wird.
Vor- und Nachteile von FSW im Überblick
Zu den wichtigen Vorteilen des Rührreibschweißens gehört das hohe Maß an Effizienz und das in verschiedener Hinsicht. Dieses Verfahren ist besonders schnell und erreicht bei modernen und leistungsstarken Geräten rund drei Meter pro Minute. Außerdem ist es ein kostensparendes Verfahren, denn für das Schweißen werden keine Zusatzwerkstoffe benötigt und es ist nach einem Durchgang abgeschlossen. Deshalb ist FSW eine kostengünstige und schnelle Lösung für alle Anwendungsbereiche, die gleichzeitig ein hohes Maß an Präzision erfordern. Mit der Technik des Rührreibschweißens können mehrere unterschiedliche Materialien verbunden werden. Möglich ist zum Beispiel das Schweißen von Aluminium mit Kupfer, Edelstahl oder Stahl.
Die zu verbindenden Materialien lassen sich bis zu einer Dicke von 80 Millimetern bearbeiten. Vorteilhaft ist außerdem, dass das vollautomatisierte Schweißverfahren geprüft ist und damit ein sehr niedriges Fehlerrisiko vorliegt. Zudem treten bei diesem Festkörperschweißverfahren in der Regel keine Warmrisse oder Erstarrungsrisse auf. Auch dieser Umstand hat wirtschaftliche Vorteile für Unternehmen unterschiedlicher Industriebereiche. In Sachen Umweltfreundlichkeit hat FSW ebenfalls die Nase vorne, denn während des Schweißens treten kein Dämpfe, UV-Strahlung oder Spritzer aus.
Hat FSW auch Nachteile?
Trotz der langen Liste der eben aufgeführten Vorteile des Rührreibschweißens müssen Anwender auch einige Besonderheiten beachten. Dazu gehört beispielsweise, dass am Ende der Schweißnaht ein Endloch zurückbleibt, wenn die Werkzeuge aus den Werkstoffen herausgezogen werden. Dieses Endloch ist vielfach jedoch in der Konstruktion planbar. Andernfalls können Anlauflaschen verwendet werden. Zu beachten ist zudem, dass komplexere Spannvorrichtungen notwendig sind, um die Werkteile einzuspannen. Grund hierfür sind die enormen Anpress- und Verfahrkräfte dieser Technik. Wenn kein Füllmaterial verwendet wird, muss der Spalt zwischen den beiden zu verbindenden Teilen so gering wie möglich ausfallen. Auch dieser Aspekt sollte beim Rührreibschweißen bedacht werden.
