Merkblatt DVS 3704 (09/2022)

Überwachung der Nahtqualität beim Rührreibschweißen durch Analyse der Oberflächentopo-grafie

Beim Rührreibschweißen (FSW= Friction Stir Welding) werden zwei oder mehr Bauteile durch ein rotierendes Werkzeug miteinander verbunden. Aufgrund des direkten mechanischen Kontakts zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück sowie der Überlagerung der Rotations- und der Translationsbewegung des Werkzeugs, entsteht eine charakteristische Oberflächenstruktur mit halbkreisförmigen Rillen. Das Merkblatt dient sowohl Herstellern von FSW-Anlagen als auch Anwendern der FSW-Technologie als Orientierung und zeigt auf, wie eine 100 %-Prüfung der Qualität der Schweißnähte auf Basis der Oberflächentopografie realisiert werden kann. Es wird beschrieben, wie die mittels eines Profilometers und eines Profilsensors erhaltene Punktewolke auf wenige Kennzahlen reduziert werden kann. Mit Hilfe der Kennzahlen können die Eigenschaften der Nahtoberfläche quantifiziert werden. Die Festlegung von Grenzwerten für die vorgestellten Kennzahlen erlaubt anschließend eine automatisierte Qualitätskontrolle. Die vorgestellten Kennzahlen beschreiben insbesondere Oberflächendefekte, welche durch ungeeignete Schweißparameter, wie eine zu hohe Werkzeugdrehzahl, entstehen.