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Einsatzmoglichkeiten optischer Messtechnik beim Rotationsreibschweissen im Rahmen der Qualitatssicherung

机译：在质量保证的背景下的旋转摩擦焊接过程中的可能性光学测量技术

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Derzeit liegt der Fokus der industriellen Qualitatssicherung beim Rotationsreibschweissen auf der Uberwachung der zeitlichen Prozessparameter Kraft, Drehzahl sowie der Prozessreaktionsgrosse der Verkurzung. In der Praxis wird des Weiteren mithilfe der Sichtprufung die prozessbedingte Wulstausbildung als Kriterium zur Bewertung der Qualitat der Reibschweissbauteile herangezogen. Obwohl derzeit keine genauen Erkenntnisse vorliegen, die anhand der Wulstausbildung die Qualitat einer Reibschweissverbindung beschreiben, sind Unternehmen bestrebt, die Wulst und ihre Entstehung zu erfassen und langfristig im Rahmen des Industrie-4.0-Konzepts zu dokumentieren. Mithilfe dieser Dokumentationen, die im Schadens- oder Versagensfall herangezogen werden konnen, konnen Unternehmen kunftig die Reibschweissverbindungen anhand zusatzlicher Kriterien hinsichtlich der Qualitatssicherung valideren und sich somit gegen Haftungsanspruche absichern. Aufgrund der fortgeschrittenen optischen Messtechnik und einer Vielzahl zur Verfugung stehenden optischen Messverfahren und -sensoren, erschliessen sich neue Moglichkeiten hinsichtlich der Qualitatssicherung beim Rotationsreibschweissen. Der vorliegende Beitrag befasst sich mit der Untersuchung und Erprobung eines optischen Messverfahrens, das im Rahmen der Qualitatssicherung beim Rotationsreibschweissen zur Detektion der Wulst und derer zeitlichen Ausbildung Anwendung finden soll. Fur die vorliegenden Untersuchungen wurden Reibschweissversuche an einer artgleichen, symmetrischen Werkstoff- und Geometriekombination des Vergutungsstahl Cf53 durchgefuhrt. Mit Hilfe eines Laser-Profilscanners wurde die Eignung des Sensors fur den Anwendungsfall untersucht. Hierfur war eine Anforderung, die zeitliche Entwicklung der prozessbedingten Wulst quantitativ zu erfassen und zu dokumentieren. Um den optischen Sensor fur unterschiedliche Szenarien hinsichtlich der Wulstausformung beim Rotationsreibschweissen zu erproben, wurden die Schweissversuche unter systematischer Variation des Reib- und Stauchdrucks durchgefuhrt. Neben der Erhebung und Bewertung der optischen Messdaten wurden die durchgefuhrten Reibschweissversuche mithilfe der auf der Finiten-Elemente-Methode begrundeten Prozesssimulation virtua RFW nachsimuliert und die simulativen Prozesskenngrossen mit den der experimentell ermittelten verglichen. Hierbei lag der Fokus auf der simulativen Abbildung der Wulstausformung und dem Vergleich dieser mit der optisch erfassten Wulstgeometrie im Versuchsfeld zum Zwecke des spateren Anwendungsfalls der gekoppelten Maschinenintegration. Die Ergebnisse und Schlussfolgerungen dieser Grundlagenuntersuchungen sind Gegenstand des vorliegenden Beitrags.
机译：目前，在旋转摩擦焊缝期间工业质量保证的重点在于监测时间工艺参数力，速度和速度的过程。在实践中，在实践中也使用使用处理相关的绕组训练作为评估摩擦焊接部件的质量的标准。虽然目前没有准确的发现，描述了基于Wulstausbue的摩擦焊接连接的质量，但公司努力捕捉珠子及其创作，并将长期文件作为行业-4.0概念的一部分。在这些文档的帮助下，可以在损坏或失败的情况下使用，公司可以根据有效的质量保证以及防止行李索赔，基于附加标准绘制摩擦焊接连接。由于先进的光学测量技术和各种光学测量方法和传感器，在旋转摩擦焊接期间发生了关于质量保证的新可能性。本文涉及光学测量程序的调查和测试，应在旋转摩擦焊缝期间的质量保证的背景下应用，用于检测珠子和时间训练。对于本研究，对硬化钢CF53的任意，对称材料和几何组合进行摩擦焊接试验。借助激光剖面扫描仪，检查了传感器用于应用的适用性。为此目的，定量地捕获并记录了与过程相关珠的时间发展。为了在旋转摩擦焊接期间在涡流成型方面测试不同场景的光学传感器，在摩擦和压缩压力的系统变化下进行焊接试验。除了对光学测量数据的收集和评估之外，通过工艺模拟Virtua RFW模拟所进行的摩擦焊接试验，该方法是在有限元方法上创建的，并进行了实验确定的模拟过程指标。这里，焦点是在珠子·叶片的模拟图示上，并在测试领域中与光学检测的珠子几何形状进行比较，以便耦合机器集成的后续应用速率。这些基本调查的结果和结论是本贡献的主题。

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