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BeschichtungstechnikEntwicklung einer online Prozesskontrolle für das Rührreibschweißen auf der Basis einer werkzeugintegrierten Sensorik

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Entwicklung einer online Prozesskontrolle für das Rührreibschweißen auf der Basis einer werkzeugintegrierten Sensorik

IGF-Nr. 15.689 N

Zur Prozessüberwachung beim Rührreibschweißen sind die auftretenden Prozesskräfte und das Drehmoment geeignet. Während aktuell in vielen Fällen nur die statischen Anteile der Messgrößen berücksichtigt werden, haben diese Untersuchungen ergeben, dass auch der zeitliche Verlauf Informationen über den Prozess enthält. Es ist ein jeweils typischer, zyklischer Verlauf mit der Rotationsfrequenz des Werkzeuges zu beobachten. Um diesen zu analysieren ist eine Messrate erforderlich, die deutlich über der Rotationsfreuqenz des Werkzeuges liegt. Empfehlenswert sind mindestens 10 Messwerte je Werkzeugumdrehung. An Hand des Verlaufes von Axialkraft und Drehmoment können Nahtfehler erkannt werden. Sinkt das Drehmoment während der Umdrehung regelmäßig für kurze Zeit auf Null, wird in dieser Phase keine Wärme erzeugt und kein Werkstoff transportiert, der Prozess ist gestört und es können Tunnelfehler auftreten und die Festigkeit verringert sein. Die Güte der Reproduzierbarkeit des Verlaufes der Messgrößen (Kraft und Drehmoment) ist ein Indikator für die Stabilität des Prozesses. Weicht der Verlauf der Größen bei aufeinander folgenden Werkzeugumdrehungen stark voneinander ab, so deutet dies auf eine Instabilität hin. Die Analyse der im Werkzeughalter gemessenen Beschleunigungen hat keine Korrelation mit dem Schweißergebnis bzw. Nahtfehlern ergeben. Diese Signale werden stark von der Anregungsfrequenz der Werkzeugrotation und den Eigenfrequenzen der eingesetzten Maschine beeinflusst und sind nach dem aktuellen Stand nicht zur Prozessüberwachung geeignet.

Die Ziele des Forschungsvorhabens wurden erreicht.

Das IGF-Vorhaben 15.689 der Forschungsvereinigung Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e.V. (DVS wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Für diese Förderung und Unterstützung sei herzlich gedankt.

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