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6.2 Theoretisches Prozesskraftmodell für das Rührreibschweißen
6.2.3.5 Zusammenfassung und Bewertung der entwickelten Prozesskraftgleichungen
Abschnitt 6.2.3.1 bis Abschnitt 6.2.3.4 beschreiben die Entwicklung theoretischer
Prozesskraftgleichungen für das Rührreibschweißen. Zusammenfassend
sind folgende Erkenntnisse festzuhalten:
Die Prozesskraftschwankungen in und quer zur Schweißrichtung setzen
sich aus verschiedenen Kraftanteilen zusammen.
Maßgeblich gehen diese aus den in der Praxis meist unvermeidbaren
Rundlaufabweichungen des Werkzeugs hervor.
Diesen Prozesskräften sind Kraftschwankungen überlagert, die aus dem
Werkstofffluss um das Werkzeug resultieren. Prozesskraftverläufe, die ein
entsprechendes Verhalten zeigen, lassen sich durch Gleichungen abbilden,
die an die Zerspankraftgesetze nach KIENZLE (1952) und VICTOR (1956)
angelehnt sind. Sie basieren auf den in Abschnitt 6.2.2 beschriebenen Annahmen
und klammern Randbedingungen wie die Kontinuitätsbedingung
aus.
Die Kraftschwankungen in Werkzeug-Achsrichtung resultieren aus den
Kräften in und quer zur Schweißrichtung und werden maßgeblich von der
Werkzeuggeometrie beeinflusst.
Trotz dieser Ergebnisse sind jedoch auch weiterführende Fragestellungen zu untersuchen,
bevor die realen Vorgänge beim Rührreibschweißen als umfassend
geklärt gelten können. Hierbei sind folgende Punkte zu nennen:
Die beschriebenen Gleichungen basieren auf starken Vereinfachungen der
Materialkennwerte. Die Verwendung einer konstanten spezifischen Kraft
kFSW gibt nur sehr eingeschränkt die realen Verhältnisse wieder. Beispielsweise
wirken aufgrund des höheren Durchmessers an der Außenkontur
der Schulter bedeutend höhere Umfangsgeschwindigkeiten als an der
Pinoberfläche. Dies hat z. B. unterschiedliche Reibungsverhältnisse zur
Folge. Zusätzlich kann nicht davon ausgegangen werden, dass das gemäß
den Gleichungen transportierte Volumen überall gleiche Materialkennwerte
aufweist. Wie bereits in Abschnitt 2.5 und Abschnitt 6.2.2 erörtert, lässt
dieses Themengebiet noch viel Raum für weiterführende Forschungsarbeiten.
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