Reibschweißen

Reibschweißen ist ein Fest-Schweißverfahren, bei dem zwei Werkstücke durch mechanische Reibung an der Grenzfläche unter Druck miteinander verbunden werden. Die Reibung erzeugt Wärme, wodurch sich das Grenzmaterial plastifiziert und durch Diffusion eine metallische Verbindung entsteht, ohne dass das Material schmilzt. Die Verbindung entsteht durch eine anschließende Druckphase, in der die Teile fest gegeneinander gepresst werden und die Grenzfläche verfestigt wird.

Zu den Varianten des Reibschweißens gehören das Rotationsfriktionsschweißen (rotierendes Reibschweißen) und das lineare Reibschweißen, bei dem die Relativbewegung linear erfolgt. Beim Rotationsverfahren rotiert eines der Bauteile relativ zum anderen, bis die erforderliche Temperatur erreicht ist; dann wird die Rotation beendet und unter Druck weiter gearbeitet. Lineares Reibschweißen setzt die Relativbewegung in einer Geraden fort. Der Begriff Reibschweißen wird in der Praxis oft allgemein für ähnliche Fest-Schweißverfahren verwendet; das Friktionsschweißen, einschließlich des Friktionsstirn-Schweißens (FSW), ist technisch eigenständig, verwendet jedoch ähnliche Prinzipien.

Angewendet wird Reibschweißen vor allem bei Metallen wie Stahl, Aluminium und Aluminiumlegierungen, Kupferlegierungen und Titan. Dissoziierte Werkstoffpaarungen sind möglich, erfordern aber eine sorgfältige Prozessführung, um Diffusionsprobleme oder Grenzfehler zu vermeiden.

Zu den Vorteilen zählen hohe Nahtfestigkeit, geringer Verzug und geringe Porosität, da kein Schmelzen stattfindet. Geeignet ist es auch für wärmeempfindliche Legierungen und große Querschnitte; es eignet sich gut für automatisierte Fertigung und Serienproduktion. Einschränkungen betreffen die Geometrie der Bauteile, die Notwendigkeit präziser Ausrichtung sowie die Kosten für spezielle Ausrüstung und Werkzeuge.

Qualitätssicherung erfolgt durch zerstörungsfreie Prüfungen (z. B. visuelle Inspektion, Röntgen/Ultraschall), Mikroskopie der Grenzfläche und Zug- bzw. Härteprüfungen im Nahtbereich. Internationale Normen regeln Werkstoffkombinationen, Prüfmethoden und Qualitätsanforderungen. Typische Anwendungen finden sich in Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Maschinenbau- sowie Rohrleitungsindustrien, etwa für Antriebswellen, Flansche und Hülsen.

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