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6.3 Empirisches Prozesskraftmodell für das Rührreibschweißen
Die für das Prozesskraftmodell verwendete Geradengleichung wird durch Mittellung
aller Einzelgleichungen über den gesamten Parameterbereich bestimmt. Für
den gezeigten Fall resultiert daraus Gleichung 6-18:
F x0 = 1,51
N
mm/min
113
· v + 541 N (6-18)
Für alle Variablen außer Fz0 konnte ein solcher Sachverhalt identifiziert werden.
Die Abhängigkeit konnte demnach jeweils auf einen Schweißparameter reduziert
werden. Eine Auswertung dieser Zusammenhänge durch die Regressionsanalyse
liefert naturgemäß Ergebnisse, die auch den Einfluss mehrerer Schweißparameter
und deren Wechselwirkungen untereinander beschreiben können. Diese Einflüsse
können meist durch bloße Betrachtung der Versuchsergebnisse nicht identifiziert
werden. Obwohl dieses Vorgehen Vorteile bietet, wurde es nicht angewendet, da
die resultierenden Regressionspolynome den einfachen und meist eingängigen
Charakter der Ergebnisse verhindern würden. Die Abbildung durch ein Regressionspolynom
erhöht die Anzahl der Koeffizienten für das Prozessmodell erheblich.
Eine gute Vergleichbarkeit zwischen den Ergebnissen der beiden betrachteten
Legierungen wäre dadurch nicht gegeben und die spätere Modellierung (siehe
Abschnitt 7.2) deutlich komplexer. Zusätzlich dazu entfalten sich die Vorteile der
Regressionsanalyse erst bei Anwendung der statistischen Versuchsplanung (siehe
auch Abschnitt 2.5.5) richtig. Wie bereits in Abschnitt 6.3.2 erläutert, wurde auf
diese für die Entwicklung des empirischen Prozesskraftmodells verzichtet.
Neben der Abhängigkeit von nur einem Schweißparameter, der für die meisten
Variablen zutrifft, kommt es beim Mittelwert der Anpresskraft Fz0 zu einer Abhängigkeit
von zwei Schweißparametern (siehe Abbildung 6-28). Deutlich ist
hier zu erkennen, dass ein linearer Zusammenhang zwischen der Anpresskraft
und der tatsächlichen Eintauchtiefe herrscht. Zusätzlich dazu steigt die Kraft aber
auch mit zunehmendem Vorschub an. Die Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit
hat bei gleichem Vorschub keinen nennenswerten Einfluss. Vereinfachend
für das Prozesskraftmodell kommt hinzu, dass die Einflüsse des Vorschubs und
der tatsächlichen Eintauchtiefe unabhängig voneinander wirken.