TWI: Bobbin FSW

Das sogenannte Bobbin-Werkzeug hat zwei Schultern, die über einen Stift miteinander verbunden sind. Eine Schulter des sich drehenden Werkzeugs wird auf die Oberseite der Werkstücke gepresst und die andere auf die Unterseite der Werkstücke. Der Stift erweicht und verrührt das Material der zu fügenden Werkstücke, während die Schultern dafür sorgen, dass das plastizierte Material nicht aus der Fügezone herausgepresst wird, sondern um den Stift herum von vorne nach hinten gepresst wird, um die Werkstücke dauerhaft miteinander zu verbinden.  

Es kommt zu einem Kraftausgleich, weil die von der oberen Schulter aufgebrachte Kraft genauso groß wie die von der unteren Schulter aufgebrachte Kraft ist. Daher wird das Verfahren auch "self reacting friction stir welding genannt" (Rührreibschweißen mit Kraftausgleich).

Es gibt drei Hauptvarianten:

• Fixed Bobbin FSW: Das Werkzeug mit einem festen Abstand zwischen oberer und unterer Schulter wird fest in mit der Werkzeugspindel verbunden. Dadurch ist das Werkzeug statisch überbestimmt, was zu Problemen führen kann, wenn die Werkstücke nicht sehr genau ausgerichtet werden.
  
  
• Floating Bobbin FSW: Das Werkzeug mit einem festen Abstand zwischen oberer und unterer Schulter wird zum Toleranzausgleich verschieblich in der Werkzeugspindel gelagert. Dadurch zentriert es sich selbst entlang der möglicherweise etwas gewölbten Werkstücke.
  
  
• Position and force controlled Bobbin FSW: Positionssteuerung der oberen Schulter und Kraftregelung der unteren Schulter mit einer vorgegebenen Anpresskraft.

• Guo-Qing Wang (China Academy of Launch Vehicle Technology, Beijing 100076, China) , Yan-Hua Zhao and Ying-Ying Tang (Capital Aerospace Machinery Company, Beijing 100076, China): Research Progress of Bobbin Tool Friction Stir Welding of Aluminum Alloys: A Review. Auch als kostenlose pdf-Datei verfügbar.