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Rührreibschweißen

Das Rührreibschweißen - auch Friction Stir Welding (FSW) genannt - ist als Grüne Technologie das optimale Schweißverfahren für Nichteisenmetalle mit niedriger Schmelztemperatur und für metallische Mischverbindungen.


Rührreibschweißen: das Verfahren

Beim Rührreibschweißen nach DIN EN ISO 4063 wird ein rotierendes, stiftähnliches Werkzeug zwischen den Berührungsflächen des Bauteils entlanggeführt. Durch die Reibungswärme plastifiziert der Werkstoff und wird miteinander verschweißt.

Das Verfahren ist insbesondere für das Schweißen von Nichteisenmetallen mit niedriger Schmelztemperatur und für Mischverbindungen geeignet. Durch das Rührreibschweißen können selbst schwer schweißbare oder artfremde Werkstoffe wie Aluminium mit Magnesium, Kupfer oder Stahl miteinander verschweißt werden.

FSW-Prozess: 01 Anfahren und Eintauchen; 02 Verweilzeit zum Erwärmen; 03 Schweißprozess; 04 Zurückziehen am Ende der Schweißnaht

Produktionslinie für das Rührreibschweißen von Batterieträgern in der E-Mobilität

KUKA liefert neben der roboterbasierten Friction-Stir-Welding-Technologie die komplette Produktionslinie

Abdichtung eines Batteriegehäuses mit Rührreibschweißen

Gerade in der E-Mobilität hat sich diese Technologie für das Schweißen von Batteriegehäusen für EV und HEV bei vielen OEM und Tier-1 aus der Automobilindustrie etabliert, da die Schweißnaht die hohen Anforderungen an Dichtigkeit und Crashverfahren erfüllt. Roboterbasiertes Rührreibschweißen ist zudem sehr flexibel einsetzbar bei gleichzeitig geringen Investitionskosten im Vergleich zu Portalanlagen.

Die Friction-Stir-Welding-Technologie ist ideal zum Abdichten von Batteriegehäuse

Umfassende Anwendungsbereiche

Das Rührreibschweiß-Verfahren (FSW) findet weitere industrielle Anwendungen in unterschiedlichen Branchen. Die Bandbreite reicht hier vom Automobilbau mit dem Wachstumsmarkt E-Mobility über die Luftfahrt bis hin zur Elektroindustrie.

  • Allgemeine Industrie

    • Wirtschaftliches Fügen von komplexen 3D Nähten, z.B. bei Kühlsystemen für die Leistungselektronik oder Gehäusen von Mobiltelefonen

    • Gussbauteile mit Aluminium­blechen oder Profilen

    • Verbindungen mit hohem Leitwert bei Transformatoren und Batterien

    • Verschweißen von unterschiedlichen Materialkombinationen – typischerweise Werkstoffe wie Aluminium-, Kupfer- und Magnesiumlegierungen

  • Automobilbau

    • Wirtschaftliches Fügen von komplexen 3D-Nähten, etwa bei Bauteilen von Kühlsystem, Karosserie und Antriebsstrang sowie Komponenten der E-Mobilität

    • Fügen von typischen 4000/5000/6000 Aluminiumlegierungen und auch von schwer schweißbaren Materialkombinationen, z.B. Aluminiumbleche, Strangguss­profile und Gussbauteile

     

    Erfahren Sie mehr über Automatisierung in der Automobilindustrie

  • Luft- und Raumfahrt

    • Verschweißen von hochzuverlässigen und gasdichten Schweißnähten, z.B. bei Flugzeugrumpfteilen oder Raketenkomponenten

    • Geringer Wärmeverzug und besondere Oberflächenbeschaffenheit sowie Materialeigenschaften (z.B. Zugfestigkeit) auf sehr hohem Niveau durch geringe Fügetemperatur

    • Typische Materialien: Hochfeste 2000er und 7000er Aluminium­legierungen

  • Schienenfahrzeugbau

    • Fügen von Seitenwänden und ­Dachbaugruppen bei Hoch­geschwindigkeitszügen und von Aluminiumblechen und -profilen (doppelwandige Platten)
    • Hochwirtschaftliches Fügen dank FSW-Portalsystemen und Integration von weiteren Bearbeitungsprozessen, z.B. Fräsen und Bohren
    • Typische Materialien: 6000er Aluminiumlegierungen

Rührreibschweißen: die Vorteile

Höchste Schweißqualität 
  • Keine Schweißfehler wie Poren oder Risse 
  • Fügen unterschiedlicher Materialien möglich
  • Vergleichsweise geringer Wärmeeintrag
  • Hohe Festigkeit der Schweißnaht bei minimalem Schweißverzug 

Wirtschaftlichkeit
  • Wirtschaftliches Fügen von komplexen 3D-Geometrien 
  • Materialeinsparung durch Bauteiloptimierung
  • Keine Verwendung von Verbrauchsmaterialien wie Schutzgas und Fülldraht 

Grüne Technologie 
  • Umweltfreundlich dank geringem Energieverbrauch
  • Keine Rauchgasabsaugung oder Blendschutzmaßnahmen erforderlich

KUKA cell4_FSW

Modulare Ruehrreibschweiss-Zelle: die moderne Lösung mit niedrigen Investitionskosten

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Aluminium und Alu-Legierungen spielen wegen der idealen Kombination von Leichtigkeit und Festigkeit eine wichtige Rolle bei der E-Mobilität. Bei Schweiß- und Fügevorgängen hat Aluminium hohe Anforderungen an die eingesetzten Verfahren. Mit umfassenden Prozess-Know-how und den passenden Produkten machen wir Sie fit für die technologischen Transformation hin zur E-Mobilität. Am Beispiel Batteriekasten wird deutlich, wie Roboter die Fertigung von Aluminium-Bauteilen auf höchtem Qualitätslevel ermöglichen. 

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