1. Machbarkeit und Prototyping

• Ziel: Bewerten Sie die technische Machbarkeit von FSW für bestimmte Materialien, Verbindungsdesigns und Teilegeometrien.

• Aktivitäten:

  • Führen Sie erste Versuche an Prototypteilen durch, um zu überprüfen, ob FSW die Design-, mechanischen und metallurgischen Anforderungen erfüllen kann.

  • Optimieren Sie wichtige Schweißparameter wie Werkzeugdrehzahl, Vorschubgeschwindigkeit und Eintauchtiefe.

  • Führen Sie vorläufige Inspektionen durch, einschließlich Sichtprüfungen und zerstörungsfreier Prüfungen (NDT).

  • Entwerfen und bewerten Sie geeignete Klemm- und Vorrichtungslösungen, um die Teilestabilität sicherzustellen und die Verformung während des Schweißens zu minimieren.

  • Entwickeln und testen Sie auf das Material und die Verbindungskonfiguration abgestimmte Schweißwerkzeuge (Stifte und Schultern), um die Wärmeerzeugung und den Materialfluss zu optimieren.

• Normenreferenz:

  • ISO 25239-4: Spezifikation und Qualifikation von FSW-Schweißverfahren für Aluminiumlegierungen.

  • Richtlinien von ASM International zur Durchführbarkeit und Parameteroptimierung von FSW-Prozessen.

• Ergebnis: Bestätigung der Schweißbarkeit und eines validierten ersten Schweißprozesses, der für die weitere Entwicklung geeignet ist.

• Entscheidungspunkt:
  Kunden entscheiden auf Grundlage der Machbarkeitsergebnisse, ob sie mit der Auftragsfertigung fortfahren oder in FSW-Geräte vor Ort investieren.

2. Produktion in kleinem Maßstab

• Ziel: Verfeinern und stabilisieren Sie den Schweißprozess unter kontrollierten Produktionsmengen, um Wiederholbarkeit und Prozesskontrolle sicherzustellen.

• Aktivitäten:

  • Produzieren Sie kleine Teilechargen unter Anwendung optimierter Schweißparameter.

  • Implementieren Sie Prozessüberwachungs- und Steuerungssysteme, um die Schweißkonsistenz aufrechtzuerhalten.

  • Führen Sie detaillierte mechanische Tests durch, einschließlich Zugfestigkeits-, Ermüdungs- und Korrosionsbeständigkeit, soweit zutreffend.

  • Finalisieren Sie die Spann- und Vorrichtungskonstruktionen für die Produktion, um eine konsistente Teilepositionierung sicherzustellen und Restspannungen zu minimieren.

  • Optimieren Sie Werkzeugdesign und Verschleißeigenschaften für dauerhafte Produktionsläufe, einschließlich der Auswahl des Werkzeugmaterials und der Kühlmethoden.

• Normenreferenz:

  • ISO 15614-14: Spezifikation und Qualifikation von Schweißverfahren für das Rührreibschweißen.

  • AWS D17.3: Spezifikation für das Reibrührschweißen von Aluminiumlegierungen (weit verbreitet in der US-Luftfahrtindustrie).

• Ergebnis: Ein stabiler, wiederholbarer Schweißprozess, bereit für die formelle Qualifikation.

3. Teilequalifizierung

• Ziel: Vollständige formale Qualifizierung des Schweißverfahrens und der Teile, um die Kunden- und gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen.

• Aktivitäten:

  • Führen Sie umfassende Tests und Validierungen gemäß geltenden Standards wie ISO, AWS oder kundenspezifischen Protokollen durch.

  • Dokumentieren Sie Schweißverfahrensspezifikationen (WPS), Inspektionskriterien und Qualitätssicherungspläne.

  • Holen Sie sich die für die Produktionsfreigabe erforderlichen Zertifizierungen oder Genehmigungen ein.

• Normenreferenz:

  • ISO 25239-Reihe: Deckt die FSW-Prozessanforderungen und -Qualifizierung für Aluminium und andere Legierungen ab.

  • ASTM E165/E165M: Standardverfahren für die Eindringprüfung von Flüssigkeiten, wird häufig bei der Schweißnahtprüfung verwendet.

• Ergebnis: Zertifiziertes Schweißverfahren und qualifizierte Teile, bereit für die Serienfertigung.

4. Serienproduktion

• Ziel: Steigen Sie auf die Massenproduktion um – mit gleichbleibender Qualität, Effizienz und Konformität.

• Aktivitäten:

  • Setzen Sie dedizierte FSW-Geräte mit optimierter Werkzeugausstattung, Automatisierung und Prozesssteuerung ein.

  • Führen Sie eine strenge Qualitätskontrolle durch, einschließlich prozessbegleitender Überwachung und regelmäßiger Neuqualifizierung.

  • Nutzen Sie den OEM-Support für Wartung, Upgrades und kontinuierliche Verbesserung.

  • Stellen Sie sicher, dass robuste Klemm- und Vorrichtungssysteme in die Produktionslinien integriert werden, um die Wiederholgenauigkeit aufrechtzuerhalten und Verzerrungen zu minimieren.

  • Implementieren Sie Werkzeugverwaltungsprogramme, um den Verschleiß zu überwachen und rechtzeitige Auswechslungen zu planen und so eine gleichbleibende Schweißqualität sicherzustellen.

• Normenreferenz:

  • ISO 3834: Qualitätsanforderungen für das Schmelzschweißen metallischer Werkstoffe (anwendbar auf das gesamte Qualitätsmanagement beim Schweißen).

  • Relevante branchenspezifische Normen je nach Anwendung (z. B. Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt).

• Ergebnis: Effiziente, kostengünstige und qualitativ hochwertige FSW-Produktion, die den Anforderungen der Kunden und der Behörden entspricht.