Schweißen von Leichtbauteilen und Aluminiumdruckguss

Der Druckguss ist in der Massenproduktion von Metallbauteilen ein bewährtes und standardisiertes Verfahren.

Beim Druckgussverfahren wird geschmolzenes Metall unter hohem Druck in eine Form gepresst, dem das Werkstück nach dem Erkalten entnommen wird. Gussformen lassen sich wegen ihres geringen Verschleißes zur seriellen Fertigung verwenden. Fast alle industriellen Branchen nutzen dieses Verfahren und viele in der industriellen Konstruktionstechnik verwendete Metalle können so in Form gebracht werden.

Insbesondere Aluminiumguss kommt in der Automobilbranche eine wichtige Bedeutung zu. Er findet beispielsweise für Motorblöcke, Getriebegehäuse oder im Leichtbau des Serienautomobils Anwendung und weist bei geringerer Masse eine hohe Stabilität auf, ist witterungsbeständig und hat eine hohe Wärmleitfähigkeit.

Die Realisierung von Gussteilen ist jedoch bei Hohlformen und aufwendigen Geometrien eingeschränkt. Zudem sind besonders Aluminiumgüsse schwer schweißbar, da beim Füllen des Metalls in die Form häufig Gaseinschlüsse entstehen. Dieses Gas bildet im Gussteil kleine Poren. Diese dehnen sich durch die Schweißwärme aus und machen die Naht porös. An solcherart geschwächten Nähten entstehen leichter Risse und eine Dichtheit kann nicht garantiert werden.

Das Rührreibschweißverfahren bietet auch hierfür eine Lösung:
Hierbei wird der Werkstoff die Fügenaht entlang mit einem verschleißfesten, rotierenden Werkzeug bei Temperaturen knapp unterhalb des Schmelzpunktes plastifiziert und ineinander verrührt. Weil diese Verbindungstechnik ohne eine Metallschmelze auskommt, können keine Heißrisse und Poren entstehen. Es lassen sich zudem komplizierte Objekte realisieren, die nicht in einem Stück gegossen werden können. Wegen der niedrigen Arbeitstemperatur von etwa 550° C wird der Verzug des Materials durch thermische Spannung reduziert.
Zudem ist das Schweißen bereits teilmontierter Bauteile möglich. Da weder Funkenflug noch Schweißrauch entstehen, können Schweißarbeiten durchgeführt werden, ohne umgebende Teile zu beschädigen.

Ein Beispiel für die bedarfsgerechte Konstruktion ist die Fertigung von Druckluftverteilern. In diesem Fall ist eine zuverlässig dichte Naht unabdingbar. Frühere Verfahren ermöglichten immer nur die Herstellung uniformer Verteiler. Durch das Rührreibschweißen ergibt sich eine Flexibilität in der Formgebung, die optimal auf die jeweiligen Bedürfnisse abgestimmt ist.

Trotz seiner ökonomischen und technologischen Vorteile ist das Rührreibschweißen in Deutschland weitgehend unbekannt und findet nur selten Anwendung. Aufgrund dessen gibt es nur wenige Spezialisten, die die dafür benötigten Anlagen besitzen und diese Technik beherrschen.
Christoph Schilling ist seit zwanzig Jahren dabei, dieses Fügeverfahren durch Anwendung und Weiterentwicklung zu optimieren. Dadurch ist das Unternehmen fachlich inzwischen so gut aufgestellt, dass es kundenorientiert allen Bedürfnissen gerecht werden kann:

  • Realisierung von Mustern und Prototypen
  • Kooperation zwischen Entwicklern und Konstrukteuren
  • Konstruktion innovativer und außergewöhnlicher Formen
  • Anpassung des technischen Verfahrens an konstruktive Gegebenheiten
  • Prozessoptimierung bei jeder Anwendung
  • minutiös erstellte, standardisierbare Schweißanweisungen

Dies ermöglicht einerseits die Realisierung von komplizierten Einzelanfertigungen, andererseits perfekt standardisierbare Serienproduktionen von verlässlich und konstant hoher Qualität. Weitere Einsatzbereiche dieses ökonomisch effizienten, minimalinvasiven und emissionsarmen Fügeverfahrens können durch die Weiterentwicklung des Verfahrens erschlossen werden.

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

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