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6 Prozessmodellierung
Zusätzlich zu diesen beiden Parametern können die Schweißparameter in das
Modell aufgenommen werden, die die Prozesskräfte beeinflussen, jedoch nicht in
Wechselwirkung mit der verwendeten Maschine stehen. Zu nennen sind hier die
Werkzeugdrehzahl, der Anstellwinkel und die Anpresskraft. Da die Schweißversuche
im Rahmen dieser Arbeit im positionsgeregelten Modus durchgeführt wurden,
entfällt die Anpresskraft als Schweißparameter. Dies gilt ebenfalls für den
Anstellwinkel, da analog zu Kapitel 5 nur ohne Anstellung geschweißt wurde.
Damit verbleiben als Schweißparameter für das Prozesskraftmodell die Eintauchtiefe
der Werkzeugschulter Et, die Vorschubgeschwindigkeit v und die Werkzeugdrehzahl
n. Die Werkzeugdrehzahl und die Vorschubgeschwindigkeit werden
jedoch zur Reduzierung der Komplexität der resultierenden Modelle teilweise
zum Vorschub f zusammengefasst (siehe Abbildung 6-25).
Fstör, x(t)
Fstör, y(t)
Fstör, z(t)
+
+
+
Fz(t) Fy(t) Fx(t) Prozesskräfte
Abbildung 6-25: Wechselwirkung der Prozesskräfte des Rührreibschweißprozesses
mit der Maschinenstruktur
Eine Besonderheit des zu entwickelnden Prozesskraftmodells liegt außerdem darin,
dass nicht die eingestellte Eintauchtiefe der Werkzeugschulter Et als Einflussfaktor
verwendet wird. Wie bereits in Abschnitt 5.1 beschrieben, stellt sich
aufgrund der Verformung der Maschinenstruktur unter den hohen statischen Prozesskräften
eine tatsächliche Eintauchtiefe Ettat ein, die einige Zehntel Millimeter
von der eingestellten abweicht. Diese wird als Einflussfaktor für das Prozesskraftmodell
verwendet. Würde die eingestellte Eintauchtiefe Et für das Prozesskraftmodell
verwendet werden, wäre in diesem die Nachgiebigkeit der Versuchsmaschine
enthalten und das Modell würde seine Allgemeingültigkeit verlieren.
Außerdem ist die Nachgiebigkeit bereits in der strukturmechanischen Beschreibung
der Maschine enthalten.
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Schwingungen
x(t)
y(t)
z(t)
Ettat(t) v(t)
f(t)
n
n 1
d
dt