Innovative Schweißtechniken – für Mensch und Natur

Die innovative und seit zwei Jahrzehnten stets optimierte Technik des Rührreibschweißens hat nicht nur technologische Vorteile, sondern zeichnet sich darüber hinaus durch ein besonders geringes Maß an Emissionen aus.

Bei thermischen Schweißverfahren muss das Werkstück an der Fügezone aufgeschmolzen werden. Neben möglichen Problemen wie Verzug, Veränderung der Werkstoffeigenschaften und herabgesetzter Stabilität und Duktilität verursachen die herkömmlichen Schweißverfahren einen weiteren negativen Effekt: Sie sondern Schadstoffe ab. Beim thermischen Schweißen bildet sich durch Lichtbogen oder Gasflamme ein Schmelzbad. Der emittierte Schweißrauch der Schmelzbäder und die verwendeten Schweißgase sind teilweise erheblich gesundheits-, klima- und umweltschädlich.

Im Gegensatz dazu leistet das Rührreibschweißen seinen Beitrag zur Reduzierung gesundheits-, umwelt- und klimaschädlicher Emissionen. Diese werden dadurch vermieden, dass bei diesem Verfahren stets bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes gearbeitet wird. Es entsteht kein Schmelzbad und auf luftabschließende Schutzgase kann somit verzichtet werden.

Durch die hohe Effizienz und die minimalinvasive Arbeitsweise ermöglicht Rührreibschweißen sogar in standardisierten, reproduzierbaren Großserienfertigungen eine CO2-arme Produktion. Der Grund hierfür liegt in der hochspezialisierten Technik, die ganz ohne den Einsatz von zusätzlichen Werkstoffen arbeitet. Die Werkstücke werden zunächst am Fügespalt lediglich durch die Reibungsenergie des Werkzeuges bis kurz unter den Schmelzpunkt erwärmt. Dieses Werkzeug verrührt dann den so plastifizierten Werkstoff der Fügepartner zu einer hochfesten, porenfreien und sogar gasdichten Naht.
Auch darüber hinaus zeichnet sich das Rührreibschweißen durch seine positive Energie- und Ressourcenbilanz aus. Neben dem Verzicht auf Schutz- oder Schweißgas benötigt es keine weiteren Zusatzwerkstoffe wie beispielsweise Draht, mit dem beim thermischen Schweißen der Fügespalt verfüllt wird. Die aufgebrachte Energie wird verlustfrei und unmittelbar in die Produktion von Schweißnähten umgesetzt. Rührreibschweißen weist dadurch unter den Fügeverfahren einen sehr hohen Wirkungsgrad und eine hohe Energieeffizienz auf.

Das Verfahren des Rührreibschweißens eignet sich insbesondere für Leichtmetalle wie Aluminium und seine Legierungen. Viele Produzenten von Teilen für die Mobilitätsindustrie nutzen diese Leichtmetalle. Damit tragen sie bei zur Reduzierung des Gewichts und des Energieverbrauchs von Schiffen, Fahr- und Flugzeugen.

Eine besonders große Bedeutung kommt diesem Aspekt in der Planung und Konstruktion von Technologien in der E-Mobilität zu. Als eines unserer jüngsten Projekte entwickelten wir beispielsweise mit einer Forschungsgesellschaft ein Kühlsystem für Batteriemodule von E-Bussen. Aus Gründen der Effizienz muss hierbei der Energieträger von geringstmöglicher Masse sein. Dies reduziert die Reichweite der Fahrzeuge. Um jedoch ihre vollumfängliche Leistung sicherzustellen, ist ein häufiges, kurzes Nachladen an den Endhaltestellen notwendig. Die dabei in den Batterien entstehende Wärme muss über Kühlplatten abgeführt werden. Durch die Verbindung der einzelnen Komponenten mittels Rührreibschweißen wurde ein Produkt realisiert, das die Anforderungen an die Kühlleistung optimal erfüllt und bei dem gleichzeitig das Gewicht auf ein notwendiges Minimum reduziert werden konnte. So fördert ein umweltfreundlicher Herstellungsprozess die Realisierung einer zukunftsweisende Technologie.

[Dieser Text erschien auf dem Portal: Home of welding]

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