Eigenspannungen und Textur-Mapping von Rührreibschweißnähten

Rührreibschweißen ('Friction stir welding', FSW) ist ein außergewöhnlicher Schweißprozess von Feststoffen, d.h. das Metall wird während des Prozesses nicht geschmolzen. Das Verfahren wird für Anwendungen genutzt, bei denen die ursprünglichen Metalleigenschaften so unverändert wie möglich bleiben. Zur Verbesserung der Qualität von Rührreibschweißnähten ist es wichtig, die Mikrostruktur der Nähte verstehen und kontrollieren zu können. Das umfasst insbesondere die Textureigenschaften und die Eigenspannungen entlang der Nähte.

Das SmartLab® Diffraktometer von Rigaku ist imstande, Spannungs- und Textur-Mapping in Proben bis zu 6 Zoll Größe mit einer Auflösung im Sub-Millimeter Bereich ausführen zu können.

Die nachfolgende Abbildung zeigt Eigenspannungsverteilungen einer FSW-Naht von Aluminium, die mittels klassischer sin2ψ Methode vermessen wurde. Die Zugfestigkeit wird an einem Ende der Naht gemessen, welche sich jedoch in kurzer Zeit zu Druckspannung auf der anderen Seite der Naht entwickelt. Dabei ändern sich die Textureigenschaften der Naht entsprechend, wie den Polfiguren gemessen an fünf unterschiedlichen Positionen entlang der Naht, entnommen werden kann.

Residual stress distribution