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Effizienzsteigerung durch Refill-FSSW in Aluminiumwalzwerken

Aluminium-Coils bestehen aus gewalzten Aluminiumblechen, die auf einen Hohlzylinder aufgewickelt werden, um ein auf eine Spule aufgewickeltes Metallband zu erzeugen, wie es in Abbildung 1 dargestellt ist. Verschiedene Industriesektoren benötigen Aluminium-Coils für viele Anwendungsfälle, einschließlich solcher in der Lebensmittelverpackungsindustrie, der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, dem Bauwesen, der Elektronik und der Medizintechnik.

Je nach den Anforderungen der jeweiligen Anwendung kann das Aluminiumband vor der Verarbeitung zu Endprodukten oberflächenbehandelt werden. Dies geschieht in einem kontinuierlichen, effizienten und automatisierten Prozess, der als Bandbeschichtung bekannt ist und sowohl die Korrosionsbeständigkeit des Materials als auch die Ästhetik des Bandmaterials verbessert.

Der Coil-Coating-Prozess beginnt mit dem Abwickeln des ursprünglichen Coils, während es verschiedene Stufen der Beschichtungsanlage durchläuft, wie z. B. Reinigen, Ätzen, Eloxieren, Färben und Versiegeln, bevor es für den Versand wieder aufgewickelt wird. Aufgrund der nicht kontinuierlichen Zuführung des Blechmaterials muss jedoch das Ende eines Coils mit dem Anfang des nächsten verbunden werden. Diese Verbindung wird in der Regel mit Klebeband ausgeführt, das aufgrund seiner nicht-leitenden Eigenschaften die Abschaltung der Produktionslinie erfordert, während diese Verbindung die einzelnen Behandlungsstationen durchläuft. Dies führt zu erheblichen Produktionsausfällen und Materialverschwendung und birgt ein gewisses Risiko bei der Wiederaufnahme der Produktion.

Die Ideallösung für diese Anwendung ist ein schnelles, zuverlässiges, elektrisch leitfähiges Fügeverfahren, das hervorragende mechanische Eigenschaften und eine bündige oder flache Oberflächenbeschaffenheit bietet.

Abbildung 1. Aluminium-Coils
Abbildung 1. Aluminium-Coils

Eine mögliche Lösung für diese kostspielige und zeitaufwändige Herausforderung bei der Herstellung von beschichteten Aluminiumblechen ist der Einsatz des Rührreibpunktschweißens mit wiederaufgefülltem Endloch (Refill FSSW). Ursprünglich für die Luft- und Raumfahrtindustrie entwickelt, um Nietverbindungen zu ersetzen, ist Refill FSSW ein vollautomatischer Prozess, der eine Reihe von Vorteilen gegenüber den herkömmlichen Einzelpunkt-Fügeverfahren bietet. Als Weiterentwicklung des konventionellen Rührreibpunktschweißens bietet das Refill-FSSW eine verbesserte Funktionalität, indem es eine unabhängige vertikale Bewegung der Werkzeugkomponenten ermöglicht. Dies ermöglicht das Auffüllen des Austrittslochs mit verdrängtem Material, um bündige Schweißnähte zu erzeugen (siehe Abbildung 2), sowie die Vielseitigkeit des Schweißens verschiedener Materialien und Dicken mit der gleichen Werkzeugeinrichtung.

 

Die Vorteile des Refill-Rührreibpunktschweißens für die Herstellung beschichteter Aluminium-Coils sind:

  • Keine Zusatzwerkstoffe
  • Hohe Geschwindigkeiten (<1 s pro Punkt)
  • Kann auf einem Portal oder Roboter montiert werden (siehe Abbildung 3)
  • Arbeitet mit unterschiedlichen Dicken und Aluminium-Legierungen
  • Nahezu bündiges Oberflächenfinish
  • Erzeugt Verbindungen mit hoher Leitfähigkeit/geringem Widerstand
  • Keine Dämpfe, kein Lichtbogen, kein Schmelzen, keine Spritzer, kein elektromagnetisches Feld
  • Vollständig automatisierter und überwachter mechanischer Prozess

Bitte nehmen Sie Kontakt mit uns auf, um mehr darüber zu erfahren, wie dieses Verfahren Ihren Herstellungsprozess für Aluminiumbänder verbessern könnte.

Abbildung 2. Refill-FSSW-Oberfläche auf der Oberseite (ohne Beeinträchtigung der Unterseite)
Abbildung 2. Refill-FSSW-Oberfläche auf der Oberseite (ohne Beeinträchtigung der Unterseite)
Abbildung 3. Refill-FSSW-Roboter
Abbildung 3. Refill-FSSW-Roboter
Avatar Dr Pedro de Sousa Santos PhD IEng AWeldI Advanced Manufacturing Engineer, FWP

Pedro is working as an Advanced Manufacturing Engineer in TWI’s Friction Welding and Processing section, managing client relationships and the delivery of projects involving friction welding technologies, predominantly for the aerospace and space sectors. Due to his experience in engineering projects, Pedro is affiliated with the Engineering Council and The Welding Institute. As an active STEM ambassador, he frequently presents and supports workshops on engineering related topics to audiences ranging from Year one to sixth form students.

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