Mehr Info - iwb

6.3 Empirisches Prozesskraftmodell für das Rührreibschweißen
Dieser Sachverhalt erschwert jedoch die Versuchsplanung. Da die tatsächliche
Eintauchtiefe von der Prozesskraftkomponente in Werkzeug-Achsrichtung abhängt
und diese wiederum von einer Vielzahl an Schweiß- und Werkzeugparametern
beeinflusst wird, ist es nicht möglich, definierte Werte von Ettat vorzugeben.
Diesem Sachverhalt hat sich bereits EIREINER (2006) gewidmet. Er benötigte
für seine nach statistischer Versuchsplanung festgelegten Experimente definierte
Werte für Ettat. Dafür entwickelte er ein sog. Kompensationsmodell, das
Ettat in Abhängigkeit der Schweißparameter und der eingestellten Eintauchtiefe
Et beschreibt. Es erlaubte ihm zu berechnen, welche eingestellte Eintauchtiefe Et
einen bestimmten Wert von Ettat zur Folge hatte. Es war ihm dadurch möglich,
Versuchspläne mit definierten Stufen des Einflussfaktors Ettat zu erstellen und zu
bearbeiten bzw. umzusetzen.
Prinzipiell ist dies für das hier zu erstellende Modell ebenfalls möglich. Folgende
Nachteile dieser Vorgehensweise müssen jedoch betrachtet werden. Zum einen
muss vor den Hauptversuchen zur Ermittlung des Prozesskraftmodells ein Kompensationsmodell
entwickelt werden, zu dessen Erstellung ein Versuchsumfang
notwendig ist, der dem der Hauptversuche entspricht. Zum zweiten leidet durch
die unweigerlich vorhandene Modellungenauigkeit des vorgeschalteten Kompensationsmodells
die Gesamtgenauigkeit des Prozesskraftmodells. Zusätzlich dazu
erfordert die statistische Versuchsplanung ein gewisses Maß an Vorkenntnis bezüglich
der zu erwartenden Versuchsergebnisse. Beispielsweise hängt die Gestalt
des Versuchsplans von der mathematischen Ansatzfunktion ab. Da, wie in Abschnitt
2.5.5 beschrieben, bis dato nur sehr wenige Kenntnisse über die dynamischen
Kraftanteile und deren Abhängigkeit von den Schweißparametern existieren,
ist eine entsprechende Festlegung vor der Durchführung der Versuche nur
schwer möglich. Ferner werden, wie bereits im Zusammenhang mit der Eintauchtiefe
beschrieben, definierte Werte für die Einstellfaktoren ausgewählt, die
von der statistischen Versuchsplanung vorgegeben werden (SCHEFFLER 1997,
S. 217ff.). Diese Werte können im Nachhinein nicht angepasst werden, ohne die
Eigenschaften des Versuchsplans zu verändern. Diese Tatsache erfordert ebenfalls
größere Vorkenntnisse und die vorherige Festlegung des Parameterfensters.
Eine nachträgliche Erweiterung des Parameterfensters ist demzufolge problematisch.
Deshalb wurde für das in dieser Arbeit zu erstellende Prozesskraftmodell
die statistische Versuchsplanung nicht verwendet.
Für die Versuche wurde stattdessen für jeden Schweißparameter ein Parameterbereich
gewählt, der erfahrungsgemäß fehlerfreie Schweißergebnisse liefert. Tabelle
6-1 zeigt den Wertebereich der Schweißparameter. Dabei wurden Eintauch-
109