FriktionsSchweißen

Friktionsschweißen ist ein Schweißverfahren, bei dem Wärme durch Reibung zwischen zwei Werkstücken erzeugt wird, während diese unter Druck gegeneinander verpresst werden. Die Werkstücke bleiben überwiegend fest, es kommt nicht zum Schmelzen der Materialien; dadurch entstehen feste, gut benetzte Verbindungen im festen Zustand.

Zu den wichtigsten Varianten gehören das Rotationsfriktionsschweißen, das lineare Friktionsschweißen, das Friktionsschweißen nach Stir-Verfahren (Friction Stir Welding, FSW) sowie das Friktionsspot-Schweißen. Beim Rotationsfriktionsschweißen rotiert eines Bauteils relativ zum anderen, Wärme entsteht durch Reibung, dann wird Druck aufgebaut, und eine nahtlose Verbindung entsteht. Beim linearen Friktionsschweißen erfolgt die Relativbewegung linear über die Fuge, Wärmebildung entlang der Kontaktfläche. Beim Friktionsschweißen nach Stir-Verfahren wird ein rotierendes, nicht verschleißendes Werkzeug in das Material eingeführt und bewegt, wodurch plastischer Materialfluss entlang der Fuge entsteht; es schmilzt dabei nicht. Das Friktionsspot-Schweißen nutzt gezielte Reibung an Punkten, um dünne Bleche zu verbinden, oft ohne Schmelzen.

Geeignet ist Friktionsschweißen für eine Vielzahl von Metallen, darunter Aluminium-, Magnesium- und Stahllegierungen sowie Kupfer und Titan; auch dissimilar joints sind möglich. Typische Anwendungsbereiche sind Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Rohrleitungen und Maschinenbau. Vorteile sind hohe Festigkeit der Naht, geringerer Verzug, gute Reproduzierbarkeit und der Verzicht auf Zusatzwerkstoffe in vielen Fällen. Nachteile umfassen hohe Investitionskosten, begrenzte Geometrien und Werkzeugsysteme, Werkzeugverschleiß sowie umfangreiche Oberflächenvorbereitung.

Qualitätssicherung erfolgt durch zerstörungsfreie und zerstörende Prüfungen, um Nahtintegrität, Porenfreiheit und Materialverteilung zu überprüfen. Friktionsschweißen eignet sich besonders für Serienfertigung und komplexe Konturen.