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6.2 Theoretisches Prozesskraftmodell für das Rührreibschweißen
Messergebnissen aus Abbildung 6-15 nicht zu entnehmen ist. Diese Tatsache
deutet darauf hin, dass die in Abbildung 6-19 getroffenen Annahmen die Realität
nur in grober Nährung beschreiben. Das bedeutet, dass sich der dargestellte
Werkstofffluss in der Realität komplexer darstellt als hier beschrieben.
Kraft
20
N
0
-10
F
x
F
y
-20
0,00 0,05 0,10
Zeit
s 0,20
Abbildung 6-20: Durch Rundlaufabweichung und Werkstofftransport um das
Werkzeug resultierende berechnete Kraftanteile von Fx und Fy
und spektrale Zusammensetzung von Fx, ohne Vorschubbewegung,
ohne Pin (n = 1400 min -1 -> Rotationsfrequenz =
23,33 Hz, k = 0,2 mm, Ettat = 0,1 mm, rs = 6 mm, fiktiver
Werkstoff mit kFSW = 100 N/mm³)
Zusammenfassend setzen sich demnach die Prozesskräfte aus mehreren Anteilen
zusammen. Hierbei sind zu nennen:
statische Anteile in und quer zur Schweißrichtung,
wechselnde Anteile, die durch den Werkstofftransport um das Werkzeug
aufgrund der Vorschubbewegung entstehen,
wechselnde Kraftanteile aufgrund von Rundlaufabweichungen und
wechselnde Kraftanteile, die durch den Werkstofftransport um das Werkzeug
aufgrund von Rundlaufabweichungen entstehen.
Die einzelnen Anteile und der sich daraus ergebende Gesamtkraftverlauf sind
beispielhaft für die Kraft Fx in Abbildung 6-21 dargestellt. Die statischen Prozesskräfte
in x- und y-Richtung wurden auf 250 N festgelegt. Um daraus die tangential
und radial zur Kreisbewegung wirkenden Kräfte zu berechnen, wurde ein
linearer Einfluss der Schweißgeschwindigkeit auf die statischen Prozesskräfte
101
Amplitude
12
N
6
3
F x
0
0 25 50 s 100
Frequenz