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6.2 Theoretisches Prozesskraftmodell für das Rührreibschweißen
lichen Zielsetzungen (z. B. die Beschreibung spezieller Nahtfehlertypen) durchgeführt
wurden und werden. Entwickelte Simulationsmodelle für das Rührreibschweißen
greifen auf unterschiedliche Softwarewerkzeuge, physikalische Beschreibungsformen
und Randbedingungen sowie verschiedene Prinzipien der
Wärmeerzeugung zurück. Auf die Aufzählung aller auf diesem Gebiet durchgeführten
Untersuchungen soll deshalb an dieser Stelle verzichtet werden. Vielmehr
werden im Folgenden die grundlegenden Sachverhalte gezeigt, die als
Schnittmenge aus diesen Arbeiten identifiziert werden können und die im Anschluss
zur Entwicklung von Prozesskraftgleichungen herangezogen werden
können. Folgende Punkte sind hier zu nennen:
Durch die Werkzeugrotation wird Werkstoff von der Advancing Side des
Werkzeugs zur Retreating Side gefördert und hinter dem Werkzeug abgelegt.
Dadurch wird über die Vorschubbewegung die Naht geschlossen. Die
Advancing Side des Werkzeugs ist dabei die Seite, auf der sich die Richtungen
der Tangentialgeschwindigkeit an der Werkzeugaußenfläche und
der Vorschubbewegung gleichen. Auf der Retreating Side sind diese Richtungen
einander entgegengesetzt (siehe Abbildung 6-1).
Advancing Side
Abbildung 6-1: Advancing und Retreating Side beim Rührreibschweißen
n
Der Werkstofffluss erfolgt nicht kontinuierlich, sondern der Werkstoff
wird in regelmäßigen Bändern hinter dem Werkzeug abgelegt (siehe Abbildung
6-1).
Eine Konturierung des Pins mit einem Gewinde überlagert die Werkstoffflüsse
um die Werkzeugachse mit einem Werkstoffwirbel in Richtung der
Nahtwurzel.
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v
Retreating Side
Stoß