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6 Prozessmodellierung
tiefe Et und Vorschub f auf vier Stufen variiert. Die Vorschubgeschwindigkeit v
wurde auf drei Stufen verändert. Nur in Kombination mit dem niedrigsten Vorschub
wurden Versuche mit der niedrigsten Vorschubgeschwindigkeit von
100 mm/min durchgeführt. Die Werkzeugdrehzahl n wurde entsprechend der
Vorschubgeschwindigkeit und des Vorschubs eingestellt. Die tatsächliche Eintauchtiefe
Ettat wurde nach Aufzeichnung der Anpresskraft für jeden Versuch
über die Relativsteifigkeit zwischen Werkzeug und Werkstück berechnet.
Alle Versuche wurden mit der in Abschnitt 5.2 gezeigten Werkzeuggeometrie
und für beide in Abschnitt 5.3.2 vorgestellten Legierungen (EN AW-5182-H111
und EN AW-6060-T66) durchgeführt. Geschweißt wurde auf einer Kraftmessplattform
der Firma Kistler Instrumente AG (Typ: 9257B), um die Kraftkomponenten
in allen drei Achsrichtungen mit hoher Genauigkeit aufzeichnen zu können.
Schweißparameter Einheit
Eintauchtiefe (Et ) mm
Vorschub (f ) mm
Vorschubgeschwindigkeit (v ) mm/min
Drehzahl (n ) 1/min
Wertebereich
von 0,05 bis 0,2
von 0,2 bis 0,6
(100,) 350, 600, 850
entsprechend v und f von (500,) 600 bis 3800
Tabelle 6-1: Schweißparameter und deren Wertebereich für die Versuche
zur Erstellung eines empirischen dynamischen Prozesskraftmodells
6.3.3 Versuchsauswertung und Erstellung des Prozesskraftmodells
Wie in Abschnitt 5.2 und Abschnitt 6.2 gezeigt, tritt beim Rührreibschweißen ein
sehr regelmäßiger und harmonischer Kraftverlauf auf, der maßgeblich von der
Werkzeugdrehzahl und der zweiten Vielfachen bestimmt wird. Abbildung 6-26
verdeutlicht dies noch einmal am Beispiel der Kraft in Vorschubrichtung. Die
Prozesskräfte können deshalb durch eine Überlagerung mehrerer harmonischer
Anteile abgebildet werden. Sollen die Zusammenhänge zwischen den Schweißparametern
und den Kraftverläufen experimentell bestimmt werden, müssen deshalb
aus den Versuchsaufzeichnungen neben dem Mittelwert auch die Schwingungsamplituden
ermittelt werden.
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