Reibauftragschweißen

Hereon/Arne Roos

Das Reibauftragschweißen (RAS; Friction Surfacing, FS) ist ein Festphase Fügeprozess. Bei diesem Prozess wird ein sich verbrauchender Bolzen unter axialer Rotation mit seiner Stirnfläche normal auf ein Substrat gepresst. Die entstehende Reibungswärme führt zur Erweichung und Plastifizierung des Bolzenendes, wobei sich eine viskoplastische Schergrenzschicht ausbildet. Wird nun eine horizontale translatorische Bewegung des Substrats überlagert, erzeugt diese, in Kombination mit der auf dem plastifizierten Bolzenmaterial ausgeübten Torsion, den Auftrag des Bolzenmaterials in Form einer Schicht auf dem darunterliegenden Substrat. Die Erstarrung des aufgetragenen Materials erfolgt sowohl durch Abkühlung über die Wärmeleitung in das Substrat und die Aufspannvorrichtung als auch durch die Wärmeübertragung (Konvektion) an die umgebende Atmosphäre. Die Hauptprozessparameter beim RAS sind die horizontale Vorschubgeschwindigkeit, die Drehzahl des Bolzens und die axiale Anpresskraft normal über die Bolzenstirnfläche. Beim RAS können alle aus dem Reibschweißen bekannten Materialkombinationen, also auch ungleichartige Verbindungen z.B. Aluminium auf Stahl gefügt und aufgebaut werden. Der Aufbau von Schichtverbünden durch das RAS wird Solid State Layer Deposition (SSLD) genannt.