Lineares Reibschweissen

Das lineare Reibschweißen ist ein Festkörper-Fügeverfahren, in dem ein Fügeteil mit hoher Geschwindigkeit linear schwingt und wird gegen ein anderes Fügeteil, das stationär gehalten wird, gepresst. Die durch diesen Prozess entstehende Reibung erhitzt die Teile und fügt diese so zusammen.

Vorteile Und Nutzen

Das lineare Reibschweißen gewährleistet einen schnellen, wiederholbaren und flexiblen Fertigungsprozess für Hersteller in zahlreichen Industriebranchen, wo Teile mit unterschiedlichen Geometrien hergestellt und benötigt werden. Hier sind einige Gründe dafür:

  • Hervorragende Qualität der Schweißnaht
    Die Beschaffenheit von Schweißnähten, die mit der Reibschweißtechnik, darunter auch mit der linearen Reibschweißtechnik hergestellt werden, ist eindeutig besser als der Nähte, die mit herkömmlichen Verfahren hergestellt werden, weil das Material während der Verarbeitung gar nicht schmilzt. Das Schmelzen bewirkt dramatische Änderung der Materialbeschaffenheit in dem Schweißnahtbereich. Das Reibschweißen ist ein „Festkörper“-Prozess. Die Wärmeeinflusszone (WEZ) in der reibgeschweißten Naht ist sehr dünn und feinkörnig, zeichnet sich durch eine fließende Übergangszone zum Grundmaterial aus. Hier erfahren Sie mehr

  • Geschmiedete Qualität der Schweißnähte für komplexe Geometrien beinah aller Metalle
    Diese Technik eignet sich perfekt zum Fügen von beinah unbegrenzter Anzahl von Formen und komplexen Teilgeometrien und ergibt linear reibgeschweißte Nähte in der geschmiedeten Qualität, mit 100% Flächenkontakt an den beiden Fügeteilen. Mit dem linearen Reibschweißen können unterschiedliche Metalle miteinander kombiniert werden, die mit herkömmlichen Schweißverfahren als nicht kompatibel und schweißbar gelten. So können Teile aus zwei verschiedenen Stoffen entwickelt und die Fertigungskosten dadurch reduziert werden, dass teure Materialien nur an den Stellen verwendet werden, wo sie wirklich notwendig sind.

  • Schnelle Schweißprozesse erfüllen Anforderungen jeder Lieferkette
    Das lineare Reibschweißen ist mindestens zwei und bis zu 100 Mal schneller als andere Schweißverfahren. Mehrere Teile können gleichzeitig verschweißt werden – so kann die Taktzeit wesentlich verkürzt werden.

  • Verzicht auf Blockbearbeitung danke der „endkonturnahen“ Verbindungstechnik
    Das lineare Reibschweißen ist zum Verbinden von endkonturnahen Teilen mit Geometrien, für die teure Materialien nur an absolut notwendigen Stellen verwendet werden, gut geeignet und stellt eine schnellere, günstigere Alternative zur Verarbeitung der Teile aus massiven Materialblöcken dar.

  • Minimale Anforderungen an die Vorbereitung reduzieren den Zeitaufwand und erhöhen die Leistung
    Die Vorbereitung der Fügeteile für das lineare Reibschweißen ist nicht so kritisch: Möglich sind maschinell verarbeitete, sägeraue sowie auch geschnittene Oberflächen, die gefügt werden können. Weniger Aufwand für die Vorbereitung verkürzt den gesamten Prozessablauf und sorgt für die erhöhte Fertigungsleistung.

  • Umweltfreundlich
    Das lineare Reibschweißen ist ein durchaus umweltneutrales Verfahren, bei dem im Unterschied zu den herkömmlichen Schweißverfahren, keine Zusatzstoffe, Flussmittel, Füller oder Schutzgase verbraucht werden. Hier fallen kein Rauch, Dämpfe oder Gase an, die abgezogen und abgeführt werden müssten.

  • Energieeffizienz
    Der Prozess zeichnet sich durch hohe Energieeffizienz aus. Der Leistungsbedarf von den linearen Reibschweißmaschinen von MTI ist um mehr als 20 Prozent niedriger als bei herkömmlichen Schweißprozessen.

  • Fehlerfreies Schweißen für weniger Ausschuss und Geldersparnis
    Mit maschinell gesteuerten Prozessen von MTI können menschliches Versagen und Fehler vermieden werden und die Qualität der geschweißten Nähte ist in dieser Weise von der Qualifikation des Bedieners unabhängig. Durch die Reduktion des Ausschusses in der Produktion wird der Investitionsaufwand in Zeit und Material optimal ausgeschöpft. Während der Erstarrungsphase treten praktisch keine Fehler auf, weil das Material bei der Verarbeitung gar nicht schmilzt, daher sind Fehler wie Gasporosität, Schichtung oder Schlackeneinschlüsse praktisch ausgeschlossen.

  • Skalierbare Schweißgrößen für praktisch jeden Verwendungsbereich
    Die Dimensionierung einer linearen Reibschweißanlage von MTI ist nur durch das Gewicht beschränkt, das mit Hilfe von hydraulischen Zylindern getragen werden kann. Der eigentliche Schweißvorgang kann so dimensioniert werden, dass Schweißnähte in praktisch allen vorstellbaren Größen hergestellt werden können.

Prozessübersicht

Das Reibschweißen ist eigentlich vielmehr ein Schmiedevorgang als ein Schweißprozess. Durch Einsatz der Presskraft sowie der linearen Schubbewegung in dieser Reibschweißtechnik werden zwei Fügeteile miteinander fest verbunden. Die wichtigsten Aspekte dieses Prozesses umfassen:

  • 1Das eine Fügeteil wird fest eingespannt und bleibt fixiert, während das andere zweite Fügeteil sich linear oder seitlich bewegt, diese Art der Bewegung ist auch als Schwingung bekannt.
  • 2Mit der Querschwingung im linearen Reibschweißverfahren können auch nicht symmetrische Teile gefügt werden - diese Technik kann zum Schweißen von komplexen Geometrien verwendet werden.
  • 3Zwei Kontaktflächen von Fügeteilen werden gepresst, so dass sie aufeinander liegen und anschließend der Schmiedekraft und hoher Schwingungsfrequenz (mit hoher Geschwindigkeit) ausgesetzt werden, um Reibung zu erzeugen, die die Kontaktflächen erwärmt.
  • 4Die Reibung erzeugt Wärme und erwärmt die beiden Kontaktflächen solange bis das Material plastifiziert, aber nicht schmilzt.
  • 5Die Schmiedekraft bringt das plastifizierte Material entlang der Schweißfläche zum Stauchen und es entsteht eine Verbindung zwischen den beiden Teilen. Dann bleibt die Schwingung stehen und das Schweißen ist fertig.
  • 6Dieser gesamte Ablauf dauert nur einige Sekunden - der lineare Reibschweißprozess läuft immer sehr schnell ab, sogar unabhängig von der Größe. Im Resultat entsteht eine 100%-ig vollflächige Verbindung mit geschmiedeter Nahtqualität.