DE10011593A1 - Herstellung einer verwindungsarmen Konstruktion in Überlapptschweißung - Google Patents
Herstellung einer verwindungsarmen Konstruktion in ÜberlapptschweißungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer verwindungsarmen Rahmenkonstruktion und eine solche Konstruktion, die Verbindungsbereiche aufweist, die durch ein erstes und ein zweites überlappendes Bauteil gebildet sind, die eine überlappte Berührungsfläche definieren, wobei die Verbindungsbereiche aus einem Werkstoff bestehen, der durch Reibungswärme in einen verformbaren, plastischen, festen Aggregatzustand umgewandelt werden kann, mit den Schritten: DOLLAR A - Bereitstellen eines Rührreib-Schweißwerkzeugs mit einem rotierbaren, thermisch leitfähigen Mittelstück, das einen Ansatz hat, der sich mit dem Verbindungsbereich in Eingriff befindet, um durch Reibung erzeugte Wärme zu speichern, und einen Reibung erzeugenden Stift, der mit dem Mittelstück um eine Stiftachse drehbar und wahlweise von dem Ansatz ausfahrbar ist, um die sich überlappenden Bauteile fortschreitend zu durchdringen, wenn der in Kontakt mit dem Stift befindliche Verbindungsbereich plastisch wird; DOLLAR A - Verbringen des Werkzeugansatzes gegen den Verbindungsbereich, wobei die Achse des Stiftes quer zur überlappten Berührungsfläche ausgerichtet ist und Drehen des Mittelstücks, während der Stift mit einer Drehzahl fortschreitend ausfährt, die wirksam ist, um im festen Aggregatzustand Reibungswärme zu erzeugen, die das Material im Verbindungsbereich plastisch umwandelt, wobei die Drehung des Stiftes erlaubt, dieses plastisch umgewandelte Material zu rühren; und DOLLAR A - Steuern der Eindringtiefe des sich ...
Description
Diese Erfindung betrifft das Rührreibschweißen und spezieller, ein Verfahren
zur Erzeugung von überlapptgeschweißten Verbindungen unter Verwendung
eines rotierenden Stifts zum Rührreibschweißen.
Bisher wurde Rührreibschweißen genutzt, um Bauteile an Nähten zu
verbinden, die auf Grund der erwarteten Begrenzung der Ausdehnung eines
zum Umrühren des Fügewerkstoffes benötigten Stiftes nicht überlappt sind.
Um eine haltbare Stumpfschweißung zu gewährleisten, mußte die Eindringtiefe
des Stiftes in einer besonderen Maßgenauigkeit von 0,05 mm der der genau
aneinander anliegenden Oberflächen gesteuert werden, um eine dauerhafte
Schweißung zu gewährleisten, und die Dicke der Verbindung mußte konstant
sein, damit das Schweißwerkzeug genau arbeitet.
Bei dem Versuch, das Rührreibschweißen auf überlappte Verbindungen
auszudehnen, hinterließ die beim Stand der Technik verwendete Durch
dringung mit einer Schneide, bei der hin- und hergehend durch beide Bauteile
einer überlappten Verbindung geschnitten wurde, eine dünne Linie aus
umgerührtem Material, das nicht scherfest war. Eine derartige Durchdringung
ist nachteilig, weil sie nicht für ein wirksames Rühren des Materials beim Hin-
und Herbewegen eines Schneidenwerkzeugs sorgt.
Infolgedessen wird im akzeptierten Stand der Technik für überlappte
Verbindungen weiterhin das Lichtbogenschweißen genutzt, das leider zu einer
starken Verwindung und niedrigen Festigkeit von Konstruktionen mit
Überlapptverbindung führt.
Von daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein Verfahren bereitzu
stellen, das die Nutzung des Rührreibschweißens für überlappte Verbindungen
ermöglicht und eine verwindungsarme Konstruktion zu erzeugen, die scherfest
ist.
Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und
18 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung, die die oben genannte Aufgabe
erfüllt, ist ein Verfahren zur Herstellung einer verwindungsarmen
Rahmenkonstruktion, die Verbindungsbereiche aufweist, die durch ein erstes
und ein zweites überlappendes Bauteil gebildet sind, die eine überlappte
Berührungsfläche definieren, wobei die Verbindungsbereiche aus einem
Werkstoff bestehen, der durch Reibungswärme in einen verformbaren,
plastischen, festen Aggregatzustand umgewandelt werden kann, mit den
Schritten:
- a) Bereitstellen eines Rührreib-Schweißwerkzeugs mit einem rotierbaren, thermisch leitfähigen Mittelstück, das einen Ansatz hat, der sich mit dem Verbindungsbereich in Eingriff befindet, um durch Reibung erzeugte Wärme zu speichern, und einen Reibung erzeugenden Stift, der mit dem Mittelstück um eine Stiftachse drehbar und wahlweise von dem Ansatz ausfahrbar ist, um die sich überlappenden Bauteile fortschreitend zu durchdringen, wenn der in Kontakt mit dem Stift befindliche Verbindungsbereich plastisch wird;
- b) Verbringen des Werkzeugansatzes gegen den Verbindungsbereich, wobei sich die Achse des Stiftes quer zur überlappten Berührungsfläche ausgerichtet ist und Drehen des Mittelstücks, während der Stift mit einer Drehzahl fortschreitend ausfährt, die wirksam ist, um im festen Aggregatzustand Reibungswärme zu erzeugen, die das Material im Verbindungsbereich plastisch umwandelt, wobei die Drehung des Stiftes erlaubt, dieses plastisch umgewandelte Material zu rühren; und
- c) Steuern der Eindringtiefe des sich drehenden Stiftes, während das Werkzeug über dem Verbindungsbereich verschoben wird, um einen durch rührendes Reibschweißen behandelten Bereich sorgfältig durchzuarbeiten, der sich durch die Berührungsfläche hindurch und zwischen den sich überlappenden Bauteilen erstreckt, um eine geschweißte Verbindung zu erzeugen, die außergewöhnlich scherfest ist.
Die Berührungsfläche kann flach oder gekrümmt sein wie beim
Überlapptschweißen von stranggepreßten oder durch Hydroforming
hergestellten hohlen Druckstäben mit Knoten aus Aluminiumguß, die passend
zu den Enden der Druckstäbe ausgebildet sind. Vorzugsweise ist der Werkstoff
an der überlappten Verbindung Aluminium oder eine Aluminiumlegierung oder
eine Magnesiumlegierung, wobei aber auch Eisenwerkstoffe oder ein
beliebiger Werkstoff Verwendung finden kann, der in einen verformbaren,
plastischen, festen Aggregatzustand umgewandelt werden kann.
Die Erfindung soll anhand einer Zeichnung näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 die perspektivische Ansicht einer Überlapptverbindung, die typische
Rührreibschweißungen darstellt, die eine scherfeste Verbindung gemäß
dieser Erfindung bewirken;
Fig. 2 die vergrößerte Schnittansicht einer Überlapptverbindung, die das
Schweißwerkzeug darstellt, das vollkommen aus dem
Werkzeuggehäuse ausgefahren ist, um eine genaue Durchdringung zu
erreichen und eine scherfeste Schweißung zu erzielen;
Fig. 3 die perspektivische Ansicht eines räumlichen Rahmens mit
Druckstäben, die an Überlapptverbindungen durch Gußknoten
verbunden sind;
Fig. 4 die vergrößerte Ansicht einer Verbindung aus Druckstab und Knoten,
die einen Teil des räumlichen Rahmens von Fig. 3 bildet, in der
dargestellt ist, wie das Rührreibschweißen bei einer solchen Baugruppe
angewendet wird.
Gemäß Fig. 1 wurde eine Überlapptverbindung 10 durch Rührreibschweißen,
das gemäß dieser Erfindung angewendet wird, geschweißt. Die Verbindung 10
umfaßt eine erstes Bauteil 11 und ein zweites Bauteil 12, die aufeinander
sitzen, um einen überlappten Bereich 13 und eine Berührungsfläche 14 zu
bilden, die sich mit ihnen in Kontakt befindet. Die Bauteile bestehen
vorteilhafterweise aus Aluminium, können aber aus einem beliebigen Metall
sein, das durch Reibungserwärmung unter Verwendung eines verhältnismäßig
kleinen, rotierenden Stiftes in einen plastischen Zustand umgewandelt werden
kann. Die Schweißung besteht aus einem oder mehreren Kanälen 15 aus dem
Bauteilwerkstoff, der unter Reibung gerührt wurde, und erstreckt sich
zumindest durch die Berührungsfläche 14 im wesentlichen senkrecht zur
Oberfläche 16 eines der Bauteile. Eine mittlere Ebene 17, die sich durch die
Kanäle erstreckt, ist allgemein in Hauptrichtung 18 einer erwarteten Scherung
für die Verbindung 10 ausgerichtet. Die Kanäle 15 können eine Tiefe 19 von
etwa 50 bis 75% der Dicke des Bauteils 12 zusätzlich zur Dicke des Bauteils
11 aufweisen, zum Beispiel kann die Tiefe 19 etwa 25 mm sein, eine Breite 20,
die normalerweise dem Durchmesser der Rührsonde entspricht, und eine
Länge 21 aufweisen, die kleiner als die Größe der Überlappung 22 ist.
Zum Bau eines verwindungsarmen Rahmens umfaßt das Verfahren hier zuerst
die Bereitstellung eines Werkzeugs 23 zum Rührreibschweißen (Fig. 2) mit
einem drehbaren, thermisch leitfähigen Mittelstück 24, das einen thermisch
leitfähigen Ansatz 25 hat, um mit der Oberfläche 16 des Bauteils 11 der
Verbindung 10 in Eingriff zu kommen. Das Mittelstück 24 dreht sich im
Gehäuse 26 und weist einen koaxial angeordneten Stift oder die Sonde 27 auf,
die sich mit dem Mittelstück 24 gleichzeitig dreht, aber durch das Aufbringen
von pneumatischem Druck 28 auf einen Kolben 29, der mit dem Stift 27
integral ausgebildet ist, aus dem Mittelstück 24 ausfahrbar ist. Der Kolben 29,
mittels Dichtungen an der Kammerwand abgedichtet, ist innerhalb der
geschlossenen Kammer 30 verschiebbar. Der Ansatz 25 weist eine zur
Oberfläche 16 komplementäre Kontur auf, um einen thermisch leitfähigen
Kontaktbereich aufrechtzuerhalten, der zwischen ihnen eine
Wärmeübertragung fördert. Dies erfordert normalerweise die Ausrichtung der
drehbaren Achse 33 des Stiftes und des Mittelstücks in einer Art und Weise,
die zur Berührungsfläche 14 quer oder senkrecht verläuft.
Der Stift 27 weist eine gerundete Nase 31 auf, um einen abgestuften
reibenden Drehkontakt mit der flachen Oberfläche 16 zu erleichtern und das
Durchziehen des Stiftes durch das Metall des Bauteils, wenn es plastisch wird,
zu unterstützen. Der Stift besteht vorzugsweise aus Werkzeugstahl oder einem
anderen Metall, das abnutzungsfest und härter als das Metall der Bauteile ist,
aus dem die durch rührendes Reiben zu schweißende Verbindung besteht. Der
Stift 27 ist gemäß der punktierten Umrißskizze in Fig. 2 aus dem Mittelstück 24
ausfahrbar, während der Ansatz 25 einen Drehkontakt mit dem Bauteil 11
aufrechterhält, wenn das Metall des Bauteils 11 und möglicherweise das Metall
des Bauteils 12 in dem Bereich 32, der sich unmittelbar neben dem Drehstift
befindet, plastisch wird. Der Stift 27 ist bis zu einer Weite ausfahrbar, bei der er
die Berührungsfläche 14 durchdringt, was eine Ausdehnung 19 des Stifts in
einen Bereich von bis zu etwa 25 mm erforderlich machen kann. Auf den Stift
wird ein nach unten gerichteter Druck von z. B. etwa 70.106 Pa und abhängig
vom Durchmesser des Stiftes, aufgebracht, der das Eindringen des Stifts bis
zu seinem Ansatz ermöglicht, wobei er mit einer Drehzahl rotiert, die eine
Erzeugung von Reibungswärme im festen Aggregatzustand bewirkt, wobei der
Werkstoff der Verbindung plastifiziert wird, wodurch die Sonde in Drehung
versetzt werden kann, um diesen plastifizierten Werkstoff durchzurühren.
Der in Drehung versetzte Stift und der Ansatz werden über den
Verbindungsbereich verschoben, um den Kanal zu bilden, und während so
vorgegangen wird, rührt dieser mit Reibung das plastisch umgewandelte Metall
im benachbarten Bereich, so dass bei Zurückziehen des Stiftes entstandene
Kanäle aus plastisch umgewandeltem Metall vorhanden sind und die vom Stift
zurückgelegte Strecke einnehmen, mit durchgerührtem Metall, das frei von
Porosität ist. Der Stift muß ausgefahren werden, so dass sich der
resultierende Kanal durch die Berührungsfläche zwischen den sich
überlappenden Bauteilen hindurch erstreckt, um eine geschweißte Verbindung
zu erzeugen, die außergewöhnlich scherfest ist.
Vorteilhafterweise beträgt die Geschwindigkeit der geradlinigen
Vorschubbewegung 34 etwa 1270 mm pro Minute, sie liegt im Bereich von 600
bis 1900 mm pro Minute, während die Drehzahl des Stiftes etwa 1500 U/min.
generell im Bereich von 500 bis 15000 U/min liegt. Der Stift 27 und der Ansatz
25 können durch eine geeignete Einrichtung 35 wahlweise auf eine
Temperatur von etwa 280 bis 400°C vorgewärmt werden, um nicht nur das
Durchdringen und Durchziehen durch die Dicke der beiden Bauteile einer
Überlapptschschweißung zu ermöglichen, die örtlich plastisch gemacht wurden,
sondern auch die Schnelligkeit der Umwandlung des Metalls des Werkstücks
in einen plastischen Zustand zu erleichtern. Die für Überlapptschweißungen
erforderliche Durchziehtiefe 19 kann im Bereich von 19 bis 25 mm liegen, was
eine Länge des Stiftes von etwa 19 mm bis 50 mm erfordert. Die Eindringtiefe
muß mindestens etwa 6 mm von der Berührungsfläche aus und besser noch
etwa 12 bis 19 mm zur Berührungsfläche sein, was eine größere Eindringtiefe
bedeutet, als die durch den Stand der Technik angegebene.
Damit das Herstellverfahren genau arbeitet, sollte das Verhältnis des
Flächenkontaktbereiches des Ansatzes 25 mit der Oberfläche 16 zu dem
Durchmesser des kreisförmigen Stiftes 27 wünschenswerterweise auf den
Bereich von 7 : 1 bis 4 : 1 erhöht werden. Der Ansatz 25 sollte auch aus einem
Metall bestehen, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, um die durch die
Rotationsreibung des Stiftes 27 erzeugte Wärme des Werkstücks schnell zu
absorbieren und zu binden. Auf diese Art und Weise wird verhindert, dass die
Reibungswärme schnell durch die gesamte Verbindungsanordnung aus
Aluminium abfließt.
Außerdem sollte das Verhältnis der Geschwindigkeit der Vorschubbewegung
des Werkzeugs zu der Drehzahl des Stiftes vorteilhafterweise auf den Bereich
von 8 : 1 bis 5 : 1 erhöht werden. Das sichert auch, daß eine ausreichende Dicke
erzeugt wird, um eine Plastizität der Aluminiumbauteile im festen
Aggregatzustand zu erzielen.
Verwindungsarme Rahmen 35, wie die in den Fig. 3 bis 4 gezeigten, können so
robust und mit einer hohen Scherfestigkeit der Schweißung hergestellt werden.
Der Rahmen kann als räumliche Rahmenkonstruktion dienen, die als Rahmen
für eine Kfz-Karosserie verwendbar ist, an welche Metallabdeckungen aus
dünnem Aluminiumblech durch Rührreibschweißen befestigt sind, um die
Karosserie zu komplettieren; oder der Rahmen kann als Sitzrahmen oder als
beliebiger Aufbau dienen, der überlappende Bauteile aufweist. Der Rahmen 35
besteht hier aus stranggepreßten oder durch Hydroforming hergestellte hohle
Aluminium-Druckstäbe 36, die durch Knoten 37 aus Aluminiumguß verbunden
sind, die so ausgelegt sind, um die Druckstäbe in der gewünschten räumlichen
Anordnung zu befestigen.
Die Verwendung des Begriffs "Aluminium" umfaßt ebenso Legierungen aus
Aluminium.
Jedes Ende 39 eines Druckstabes überlappt mit einem Arm 40 des
gegossenen Knotens 37, so dass sich eine zylindrische oder gekrümmte
Berührungsfläche 41 ergibt. Das wahlweise auf eine Temperatur von 280 bis
400°C erwärmte Rührreibungswerkzeug 42 ist dem Verbindungsbereich 43
benachbart so angeordnet, daß die Stiftachse 44 quer zur Berührungsfläche 41
verläuft. Bei einer Rotation des Mittelstücks und des Stiftes mit einer Drehzahl
im Bereich von 1000-1800 U/min wird der Stift in Abhängigkeit von seinem
Durchmesser mit einem Druck von etwa 7000 N/cm2 fortschreitend in die
Außenfläche des Rohrendes 39 gedrückt, um einen Reibung erzeugenden
Kontakt herzustellen. Das angrenzende örtliche Aluminium des Druckstabs
oder des Rohrs 36 wird schnell in einen plastischen, festen Aggregatzustand
umgewandelt, der es erlaubt, den Stift weiter in das Rohr zu pressen und die
Berührungsfläche erfolgreich zu durchdringen und das Aluminiummetall des
Knotens 37 zu erreichen. Nachdem diese Berührungsfläche durchdrungen
wurde, wird das Werkzeug in einer Richtung längs der Achse 45 des
Druckstabs 36 auf einer Länge 46 verschoben, die sich innerhalb des
überlappten oder verbundenen Bereiches 43 befindet, womit ein gerührter
Kanal aus geschmolzenem Aluminium erzeugt wird. An diesem Punkt wird das
Werkzeug zurückgezogen und an einer anderen Stelle des
Verbindungsbereiches angesetzt, um andere gerührte Kanäle sorgfältig
durchzuarbeiten und die notwendigen Schweißungen zum Verbinden der
Druckstäbe an den Knoten durchzuführen.
Es ist offensichtlich notwendig, dass der Zyklus für das Rührreibschweißen
schnell sein muß, um so viele Schweißkanäle in einer komplizierten räumlichen
Rahmenstruktur, wie es in der Fig. 3 gezeigt ist, sorgfältig durchzuarbeiten.
Das Herstellungsverfahren nach dieser Erfindung erlaubt eine
Schweißgeschwindigkeit von 1270 mm pro Minute, während dessen eine
Schweißverbindung erzeugt wird, die eine Scherfestigkeit von mindestens
1379 N/cm2 hat.
Das Metall des Werkstücks wird hinter dem Stift gerührt, während er
verschoben und durch die Verbindung bewegt wird. Diese Technik erlaubt es,
an der Berührungsfläche eine Klebeschicht aufzubringen. Dieser Klebstoff
findet sich auf dem Weg des rotierenden Stifts wieder, wird dabei zerkleinert
und im Schweißkanal als unschädliche Partikel verteilt. Der Klebstoff kann
selbsthärtend sein oder später nach dem Schweißen ausgehärtet werden. Die
sich durch Rührreibschweißen in Verbindung mit Klebstoff ergebende Struktur
besitzt nach dem Schweißen eine Scherfestigkeit von mindestens 2000 N/cm2,
wobei der durch Klebstoff gestützte räumliche Rahmen als Ganzes
außergewöhnlich haltbar ist und steife Verbindungen mit einer Verwindung, die
halb so groß ist wie die von konventionell lichtbogengeschweißten Systemen.
Die dargestellte Erfindung samt ihren bevorzugten Ausführungsbeispielen
offenbart Fachleuten deutlich, dass viele Änderungen und Modifizierungen
daran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung
abzuweichen.
Claims (20)
1. Verfahren zur Herstellung einer metallischen, verwindungsarmen
Rahmenkonstruktion mit Verbindungsbereichen, die durch ein erstes
und ein zweites überlappendes Bauteil gebildet sind, die eine überlappte
Berührungsfläche definieren, wobei die Verbindungsbereiche aus einem
Werkstoff bestehen, der durch Reibungswärme bei
Umgebungsbedingungen in einen verformbaren, festen, plastischen
Zustand umgewandelt werden kann, mit den Schritten:
- a) Bereitstellen eines Rührreib-Schweißwerkzeugs mit
- a) einem rotierbaren, thermisch leitfähigen Mittelstück, das einen Ansatz hat, der sich mit dem Verbindungsbereich in Eingriff befindet, um durch Reibung erzeugte Wärme zu speichern, und
- b) einen Reibung erzeugenden Stift, der mit dem Mittelstück um eine Stiftachse drehbar und wahlweise von dem Ansatz ausfahrbar ist, um die sich überlappenden Bauteile fortschreitend zu durchdringen, wenn der in Kontakt mit dem Stift befindliche Verbindungsbereich plastisch wird;
- b) Verbringen des Werkzeugansatzes gegen den Verbindungsbereich, wobei sich die Achse des Stiftes quer zur überlappten Berührungsfläche ausgerichtet ist und Drehen des Mittelstücks, während der Stift mit einer Drehzahl fortschreitend ausfährt, die wirksam ist, um im festen Aggregatzustand Reibungswärme zu erzeugen, die das Material im Verbindungsbereich plastisch umwandelt, wobei die Drehung des Stiftes erlaubt, dieses plastisch umgewandelte Material zu rühren; und
- c) Steuern der Eindringtiefe des sich drehenden Stiftes, während das Werkzeug über dem Verbindungsbereich verschoben wird, um einen durch rührendes Reibschweißen behandelten Bereich sorgfältig durchzuarbeiten, der sich durch die Berührungsfläche hindurch und zwischen den sich überlappenden Bauteilen erstreckt, um eine geschweißte Verbindung zu erzeugen, die außergewöhnlich scherfest ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Rahmen
ein räumlicher Rahmen mit ersten Bauteilen, die aus stranggepreßtem
oder durch einen Hydroforming-Prozeß hergestellte hohle Druckstäben
aus Aluminium bestehen, und zweiten Bauteilen, die aus Knoten aus
Aluminiumguß bestehen, hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Druckstäbe als Voll- oder Hohlstäbe durch einen Hydroforming-Prozeß
oder Strangpressen hergestellt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Berührungsfläche eine Form aufweist, die flach oder gebogen ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß als Werkstoff der Verbindungsbereiche Aluminium mit einer
Formbarkeitstemperatur von etwa 60% seiner Schmelztemperatur
verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Formbarkeitstemperatur im Bereich von 150 bis 200°C liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Stift
und das rotierbare Mittelstück des Werkzeuges Werkzeugstahl
verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift beim
Rührreiben um eine Distanz von mindestens 90 mm zum Mittelstück
ausfahrbar betrieben wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl
des Stiftes im Bereich von 500 bis 15000 U/min liegt.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Geschwindigkeit der Translationsbewegung des Stiftes im Bereich von
etwa 600 bis 1900 mm pro Minute liegt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verhältnis des Durchmessers der Kontaktfläche des Ansatzes mit der
Verbindung zu dem Durchmesser des Stiftes 7 : 1 bis 4 : 1 ist.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verhältnis der Geschwindigkeit der translatorischen Bewegung zur
Rotationsgeschwindigkeit des Stiftes 8 : 1 bis 5 : 1 ist.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stiftachse beim Rührreiben zu der berührten Oberfläche der Verbindung
senkrecht angeordnet ist und die translatorische Bewegung des Stifts
längs der Richtung der erwarteten Scherbeanspruchung der Verbindung
verläuft.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift
einen kreisförmigen Querschnitt hat und einen Durchmesser im Bereich
von etwa 75% der gewünschten Schweißbreite aufweist.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck
zum Pressen des Stiftes in die Verbindungsbereiche im Bereich von
etwa 50.106 bis 90.106 Pa liegt.
16. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Stift und das Mittelstück jeweils
auf eine Temperatur von 288 bis 399°C (550 bis 750°F) vorgewärmt
werden.
17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem
Rührreibschweißen zwischen den Bauteilen an der Berührungsfläche
ein Klebstoff eingebracht wird.
18. Konstruktion in Überlapptschweißung umfassend:
- a) Aluminiumbauteile, die sich an einer Berührungsfläche längs eines überlappten Bereichs mit einer vorgegebenen Überlappungslänge berühren;
- b) beabstandete Kanäle aus gerührtem Aluminium des Bauteils, die sich durch die Berührungsfläche und entlang der Bereichslänge erstrecken.
19. Konstruktion nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß an der
Berührungsfläche ein Klebstoff vorhanden ist, der aber innerhalb der
Kanäle des durch Kanäle durchdrungenen Teiles der Berührungsfläche
verteilt ist.
20. Konstruktion nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verbindung eine Festigkeit von mindestens 20.106 Pa aufweist.
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