Reibschweißens

Reibschweißen, auch Friktionsschweißen genannt, ist ein Festkörper-Schweißverfahren. Zwei Bauteile werden durch Reibungswärme an der Fügefläche unter axialem Druck so miteinander verbunden, dass eine metallurgische Bindung entsteht, ohne zu schmelzen. Die Naht profitiert von einer feinen Gefügemischung durch plastische Verformung an der Grenzfläche.

Der typische Ablauf umfasst das Spannen und Ausrichten der Teile, das Erzeugen von Relativbewegung, meist durch Rotation oder lineare Relativbewegung, um Reibungswärme zu erzeugen. Sobald die Temperatur hoch genug ist, wird die Bewegung beendet und der Druck gestützt weitergeführt, bis eine feste Verbindung entsteht; anschließend kühlt die Naht aus.

Zu den Varianten gehören rotatorisches Reibschweißen (Rotations-Reibschweißen), lineares Reibschweißen und, je nach Ausführung, Friktionsschweißen mit einem Stirnwerkzeug (Friktions-Schweißen durch Stirnwerkzeug), das Material durch eine plastische Verformung am Fügenbereich verbindet. Das Verfahren eignet sich für viele Metalle und legierte Systeme, oft auch für ähnliche und in manchen Fällen für dissimilar Materialien.

Vorteile sind hohe Festigkeit der Verbindung, geringe Wärme- und Verzugseinflüsse, kein Zusatzwerkstoff und gute Ermüdungseigenschaften. Nachteile umfassen hohe Investitionskosten für Ausrüstung, eingeschränkte Geometrie der Bauteile, Notwendigkeit präziser Ausrichtung und Relativbewegung, sowie Prozess- und Materialeinschränkungen.

Anwendungen finden sich in der Automobil-, Luftfahrt-, Energie- und Maschinenbauindustrie, etwa bei Wellen, Rohren, Turbinenteilen, Achsen und Rohrverbindungen. Qualität wird durch zerstörungsfreie Prüfungen sowie Messung der Prozessparameter und der Gefügestruktur sichergestellt, um eine gleichbleibende Nahtqualität zu gewährleisten.