DE10011593B4

DE10011593B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer metallischen Konstruktion mit überlappt geschweißten Verbindungsbereichen

Info

Publication number: DE10011593B4
Application number: DE10011593A
Authority: DE
Inventors: Alvin Kenneth Farmington Hills Oros; Dawn Roberta Ann Arbor White; Susan Marie Dearborn Ward
Original assignee: Jaguar Cars Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: US6247633B1; GB2351032A; GB0004609D0; GB2351032B; DE10011593A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer metallischen, verwindungsarmen Konstruktion mit Verbindungsbereichen, die durch ein erstes und ein zweites überlappendes Bauteil gebildet sind, die eine überlappte Berührungsfläche definieren, wobei die Verbindungsbereiche aus einem Werkstoff bestehen, der durch Reibungswärme bei Umgebungsbedingungen in einen verformbaren, festen, plastischen Zustand umgewandelt werden kann, mittels eines Rührreib-Schweißwerkzeugs mit einem rotierbaren Mittelstück, das einen Ansatz hat, der sich mit dem Verbindungsbereich in Eingriff befindet und einem eine Reibung erzeugenden Stift, der mit dem Mittelstück um eine Stiftachse drehbar ist, um die sich überlappenden Bauteile fortschreitend zu durchdringen, wenn der in Kontakt mit dem Stift befindliche Verbindungsbereich plastisch wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei einer Rahmenkonstruktion mit teils hohlen Druckstäben
– die überlappten Berührungsflächen mit einem Stift, der wahlweise von dem Ansatz ausfahrbar ist, bearbeitet werden,
– die Eindringtiefe des Stiftes gesteuert wird, während das Werkzeug über dem Verbindungsbereich verschoben wird,
– und der Stift und...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer metallischen, verwindungsarmen Konstruktion mittels eines Rührreib-Schweißwerkzeugs, wobei die Konstruktion Verbindungsbereiche aufweist, die durch ein erstes und ein zweites überlappendes Bauteil gebildet sind.
Bisher wurde Rührreibschweißen genutzt, um Bauteile an Nähten zu verbinden, die auf Grund der erwarteten Begrenzung der Ausdehnung eines zum Umrühren des Fügewerkstoffes benötigten Stiftes nicht überlappt sind. Um eine haltbare Stumpfschweißung zu gewährleisten, musste die Eindringtiefe des Stiftes in einer besonderen Maßgenauigkeit von 0,05 mm der der genau aneinander anliegenden Oberflächen gesteuert werden, um eine dauerhafte Schweißung zu gewährleisten, und die Dicke der Verbindung musste konstant sein, damit das Schweißwerkzeug genau arbeitet.
Bei dem Versuch, das Rührreibschweißen auf überlappte Verbindungen auszudehnen, hinterließ die beim Stand der Technik verwendete Durchdringung mit einer Schneide, bei der hin- und hergehend durch beide Bauteile einer überlappten Verbindung geschnitten wurde, eine dünne Linie aus umgerührtem Material, das nicht scherfest war. Eine derartige Durchdringung ist nachteilig, weil sie nicht für ein wirksames Rühren des Materials beim Hin- und Herbewegen eines Schneidenwerkzeugs sorgt.
Infolgedessen wird im Stand der Technik für überlappte Verbindungen überwiegend das Lichtbogenschweißen genutzt, das leider zu einer starken Verwindung und niedrigen Festigkeit von Konstruktionen mit Überlapptverbindung führt.
Aus der JP 10230376 A ist ein Verfahren zur Herstellung einer metallischen Konstruktion mit Verbindungsbereichen bekannt, die durch ein erstes und ein zweites überlappendes Bauteil gebildet sind, die eine überlappte Berührungsfläche definieren. Die Verbindungsbereiche bestehen aus einem Werkstoff, der durch Reibungswärme bei Umgebungsbedingungen in einen verformbaren, festen, plastischen Zustand mittels eines Rührreib-Schweißwerkzeugs umgewandelt werden kann. Das Rührreib-Schweißwerkzeug mit einem rotierbaren Mittelstück weist einen Ansatz auf, der sich mit dem Verbindungsbereich in Eingriff befindet. Ein eine Reibung erzeugender Stift ist mit dem Mittelstück um eine Stiftachse drehbar gelagert, um die sich überlappenden Bauteile fortschreitend zu durchdringen, wenn der in Kontakt mit dem Stift befindliche Verbindungsbereich plastisch wird.
Von daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die die Nutzung des Rührreibschweißens zur Herstellung von metallischen, verwindungsarmen und scherfesten Konstruktionen mit überlappten Verbindungsbereichen ermöglichen.
Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst.
Die Erfindung, die die oben genannte Aufgabe erfüllt, geht von einem Verfahren zur Herstellung einer verwindungsarmen und scherfesten Rahmenkonstruktion, die Verbindungsbereiche aufweist, die durch ein erstes und ein zweites überlappendes Bauteil gebildet sind, die eine überlappte Berührungsfläche definieren aus. Dabei bestehen die Verbindungsbereiche aus einem Werkstoff, der durch Reibungswärme in einen verformbaren, plastischen, festen Aggregatzustand umgewandelt werden kann und einem Rührreib-Schweißwerkzeug mit einem rotierbaren, thermisch leitfähigen Mittelstück, das einen Ansatz hat, der sich mit dem Verbindungsbereich in Eingriff befindet, um durch Reibung erzeugte Wärme zu speichern, und einen Reibung erzeugenden Stift, der mit dem Mittelstück um eine Stiftachse drehbar ist, um die sich überlappenden Bauteile fortschreitend zu durchdringen, wenn der in Kontakt mit dem Stift befindliche Verbindungsbereich plastisch wird.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Rahmenkonstruktion mit teils hohlen Druckstäben

– die überlappten Berührungsflächen mit einem Stift, der wahlweise von dem Ansatz ausfahrbar ist, bearbeitet werden,
– die Eindringtiefe des Stiftes gesteuert wird, während das Werkzeug über dem Verbindungsbereich verschoben wird,
– und der Stift und das Mittelstück jeweils auf eine Temperatur von 288 bis 399°C vorgewärmt wurden.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Verbringen des Werkzeugansatzes gegen den Verbindungsbereich, wobei die Achse des Stiftes quer zur überlappten Berührungsfläche ausgerichtet ist und das Drehen des Mittelstücks, während der Stift mit einer Drehzahl fortschreitend ausfährt, die wirksam ist, um im festen Aggregatzustand Reibungswärme zu erzeugen, die das Material im Verbindungsbereich plastisch umwandelt, wobei die Drehung des Stiftes erlaubt, dieses plastisch umgewandelte Material zu rühren. Das Steuern der Eindringtiefe des sich drehenden Stiftes erfolgt während das Werkzeug über dem Verbindungsbereich verschoben wird, um einen durch rührendes Reibschweißen behandelten Bereich sorgfältig durchzuarbeiten, der sich durch die Berührungsfläche hindurch und zwischen den sich überlappenden Bauteilen erstreckt, um eine geschweißte Verbindung zu erzeugen, die außergewöhnlich scherfest ist.
Die Berührungsfläche kann flach oder gekrümmt sein wie beim Überlapptschweißen von stranggepressten oder durch Hydroforming hergestellten hohlen Druckstäben mit Knoten aus Aluminiumguss, die passend zu den Enden der Druckstäbe ausgebildet sind. Vorzugsweise ist der Werkstoff an der überlappten Verbindung Aluminium oder eine Aluminiumlegierung oder eine Magnesiumlegierung, wobei aber auch Eisenwerkstoffe oder ein beliebiger Werkstoff Verwendung finden kann, der in einen verformbaren, plastischen, festen Aggregatzustand umgewandelt werden kann.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem rotierbaren Mittelstück, das einen Ansatz und einen eine Reibung erzeugenden Stift enthält, der mit dem Mittelstück um eine Stiftachse drehbar ist, weist erfindungsgemäß folgende Merkmale auf:

– das rotierbare Mittelstück mit dem Ansatz und der Stift bestehen aus Werkzeugstahl;
– der Stift ist um eine Distanz von mindestens 90 mm zum Mittelstück ausfahrbar;
– das Verhältnis des Durchmessers der Kontaktfläche des Ansatzes für das Verbindungsschweißen zu dem Durchmesser des Stiftes ist 7:1 bis 4:1 und
– der Stift weist einen kreisförmigen Querschnitt und einen Durchmesser im Bereich von etwa 75% der gewünschten Schweißbreite auf.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1 die perspektivische Ansicht einer Überlapptverbindung, die typische Rührreibschweißungen darstellt, die eine scherfeste Verbindung gemäß dieser Erfindung bewirken;
2 die vergrößerte Schnittansicht einer Überlapptverbindung, die das Schweißwerkzeug darstellt, das vollkommen aus dem Werkzeuggehäuse ausgefahren ist, um eine genaue Durchdringung zu erreichen und eine scherfeste Schweißung zu erzielen;
3 die perspektivische Ansicht eines räumlichen Rahmens mit Druckstäben, die an Überlapptverbindungen durch Gussknoten verbunden sind;
4 die vergrößerte Ansicht einer Verbindung aus Druckstab und Knoten, die einen Teil des räumlichen Rahmens von 3 bildet, in der dargestellt ist, wie das Rührreibschweißen bei einer solchen Baugruppe angewendet wird.
Gemäß 1 wurde eine Überlapptverbindung 10 durch Rührreibschweißen, das gemäß dieser Erfindung angewendet wird, geschweißt. Die Verbindung 10 umfasst eine erstes Bauteil 11 und ein zweites Bauteil 12, die aufeinander sitzen, um einen überlappten Bereich 13 und eine Berührungsfläche 14 zu bilden, die sich mit ihnen in Kontakt befindet. Die Bauteile bestehen vorteilhafterweise aus Aluminium, können aber aus einem beliebigen Metall sein, das durch Reibungserwärmung unter Verwendung eines verhältnismäßig kleinen, rotierenden Stiftes in einen plastischen Zustand umgewandelt werden kann. Die Schweißung besteht aus einem oder mehreren Kanälen 15 aus dem Bauteilwerkstoff, der unter Reibung gerührt wurde, und erstreckt sich zumindest durch die Berührungsfläche 14 im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche 16 eines der Bauteile. Eine mittlere Ebene 17, die sich durch die Kanäle erstreckt, ist allgemein in Hauptrichtung 18 einer erwarteten Scherung für die Verbindung 10 ausgerichtet. Die Kanäle 15 können eine Tiefe 19 von etwa 50 bis 75% der Dicke des Bauteils 12 zusätzlich zur Dicke des Bauteils 11 aufweisen, zum Beispiel kann die Tiefe 19 etwa 25 mm sein, eine Breite 20, die normalerweise dem Durchmesser der Rührsonde entspricht, und eine Länge 21 aufweisen, die kleiner als die Größe der Überlappung 22 ist.
Zum Bau eines verwindungsarmen Rahmens umfasst das Verfahren hier zuerst die Bereitstellung eines Werkzeugs 23 zum Rührreibschweißen (2) mit einem drehbaren, thermisch leitfähigen Mittelstück 24, das einen thermisch leitfähigen Ansatz 25 hat, um mit der Oberfläche 16 des Bauteils 11 der Verbindung 10 in Eingriff zu kommen. Das Mittelstück 24 dreht sich im Gehäuse 26 und weist einen koaxial angeordneten Stift oder die Sonde 27 auf, die sich mit dem Mittelstück 24 gleichzeitig dreht, aber durch das Aufbringen von pneumatischem Druck 28 auf einen Kolben 29, der mit dem Stift 27 integral ausgebildet ist, aus dem Mittelstück 24 ausfahrbar ist. Der Kolben 29, mittels Dichtungen an der Kammerwand abgedichtet, ist innerhalb der geschlossenen Kammer 30 verschiebbar. Der Ansatz 25 weist eine zur Oberfläche 16 komplementäre Kontur auf, um einen thermisch leitfähigen Kontaktbereich aufrechtzuerhalten, der zwischen ihnen eine Wärmeübertragung fördert. Dies erfordert normalerweise die Ausrichtung der drehbaren Achse 33 des Stiftes und des Mittelstücks in einer Art und Weise, die zur Berührungsfläche 14 quer oder senkrecht verläuft.
Der Stift 27 weist eine gerundete Nase 31 auf, um einen abgestuften reibenden Drehkontakt mit der flachen Oberfläche 16 zu erleichtern und das Durchziehen des Stiftes durch das Metall des Bauteils, wenn es plastisch wird, zu unterstützen. Der Stift besteht vorzugsweise aus Werkzeugstahl oder einem anderen Metall, das abnutzungsfest und härter als das Metall der Bauteile ist, aus dem die durch rührendes Reiben zu schweißende Verbindung besteht. Der Stift 27 ist gemäß der punktierten Umrissskizze in 2 aus dem Mittelstück 24 ausfahrbar, während der Ansatz 25 einen Drehkontakt mit dem Bauteil 11 aufrechterhält, wenn das Metall des Bauteils 11 und möglicherweise das Metall des Bauteils 12 in dem Bereich 32, der sich unmittelbar neben dem Drehstift befindet, plastisch wird. Der Stift 27 ist bis zu einer Weite ausfahrbar, bei der er die Berührungsfläche 14 durchdringt, was eine Ausdehnung 19 des Stifts in einen Bereich von bis zu etwa 25 mm erforderlich machen kann. Auf den Stift wird ein nach unten gerichteter Druck von z. B. etwa 70·10⁶ Pa und abhängig vom Durchmesser des Stiftes, aufgebracht, der das Eindringen des Stifts bis zu seinem Ansatz ermöglicht, wobei er mit einer Drehzahl rotiert, die eine Erzeugung von Reibungswärme im festen Aggregatzustand bewirkt, wobei der Werkstoff der Verbindung plastifiziert wird, wodurch die Sonde in Drehung versetzt werden kann, um diesen plastifizierten Werkstoff durchzurühren.
Der in Drehung versetzte Stift und der Ansatz werden über den Verbindungsbereich verschoben, um den Kanal zu bilden, und während so vorgegangen wird, rührt dieser mit Reibung das plastisch umgewandelte Metall im benachbarten Bereich, so dass bei Zurückziehen des Stiftes entstandene Kanäle aus plastisch umgewandeltem Metall vorhanden sind und die vom Stift zurückgelegte Strecke einnehmen, mit durchgerührtem Metall, das frei von Porosität ist. Der Stift muss ausgefahren werden, so dass sich der resultierende Kanal durch die Berührungsfläche zwischen den sich überlappenden Bauteilen hindurch erstreckt, um eine geschweißte Verbindung zu erzeugen, die außergewöhnlich schertest ist.
Vorteilhafterweise beträgt die Geschwindigkeit der geradlinigen Vorschubbewegung 34 etwa 1270 mm pro Minute, sie liegt im Bereich von 600 bis 1900 mm pro Minute, während die Drehzahl des Stiftes etwa 1500 U/min. generell im Bereich von 500 bis 15000 U/min liegt. Der Stift 27 und der Ansatz 25 können durch eine geeignete Einrichtung 35 wahlweise auf eine Temperatur von etwa 280 bis 400°C vorgewärmt werden, um nicht nur das Durchdringen und Durchziehen durch die Dicke der beiden Bauteile einer Überlapptschweißung zu ermöglichen, die örtlich plastisch gemacht wurden, sondern auch die Schnelligkeit der Umwandlung des Metalls des Werkstücks in einen plastischen Zustand zu erleichtern. Die für Überlapptschweißungen erforderliche Durchziehtiefe 19 kann im Bereich von 19 bis 25 mm liegen, was eine Länge des Stiftes von etwa 19 mm bis 50 mm erfordert. Die Eindringtiefe muss mindestens etwa 6 mm von der Berührungsfläche aus und besser noch etwa 12 bis 19 mm zur Berührungsfläche sein, was eine größere Eindringtiefe bedeutet, als die durch den Stand der Technik angegebene.
Damit das Herstellverfahren genau arbeitet, sollte das Verhältnis des Flächenkontaktbereiches des Ansatzes 25 mit der Oberfläche 16 zu dem Durchmesser des kreisförmigen Stiftes 27 wünschenswerterweise auf den Bereich von 7:1 bis 4:1 erhöht werden. Der Ansatz 25 sollte auch aus einem Metall bestehen, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, um die durch die Rotationsreibung des Stiftes 27 erzeugte Wärme des Werkstücks schnell zu absorbieren und zu binden. Auf diese Art und Weise wird verhindert, dass die Reibungswärme schnell durch die gesamte Verbindungsanordnung aus Aluminium abfließt.
Außerdem sollte das Verhältnis der Geschwindigkeit der Vorschubbewegung des Werkzeugs zu der Drehzahl des Stiftes so erhöht werden, damit eine ausreichende Dicke erzeugt wird, um eine Plastizität der Aluminiumbauteile im festen Aggregatzustand zu erzielen.
Verwindungsarme Rahmen 35, wie die in den 3 bis 4 gezeigten, können so robust und mit einer hohen Scherfestigkeit der Schweißung hergestellt werden. Der Rahmen kann als räumliche Rahmenkonstruktion dienen, die als Rahmen für eine Kfz-Karosserie verwendbar ist, an welche Metallabdeckungen aus dünnem Aluminiumblech durch Rührreibschweißen befestigt sind, um die Karosserie zu komplettieren; oder der Rahmen kann als Sitzrahmen oder als beliebiger Aufbau dienen, der überlappende Bauteile aufweist. Der Rahmen 35 besteht hier aus stranggepressten oder durch Hydroforming hergestellte hohle Aluminium-Druckstäbe 36, die durch Knoten 37 aus Aluminiumguss verbunden sind, die so ausgelegt sind, um die Druckstäbe in der gewünschten räumlichen Anordnung zu befestigen.
Die Verwendung des Begriffs ”Aluminium” umfasst ebenso Legierungen aus Aluminium.
Jedes Ende 39 eines Druckstabes überlappt mit einem Arm 40 des gegossenen Knotens 37, so dass sich eine zylindrische oder gekrümmte Berührungsfläche 41 ergibt. Das wahlweise auf eine Temperatur von 280 bis 400°C erwärmte Rührreibungswerkzeug 42 ist dem Verbindungsbereich 43 benachbart so angeordnet, dass die Stiftachse 44 quer zur Berührungsfläche 41 verläuft. Bei einer Rotation des Mittelstücks und des Stiftes mit einer Drehzahl im Bereich von 1000–1800 U/min wird der Stift in Abhängigkeit von seinem Durchmesser mit einem Druck von etwa 7000 N/cm² fortschreitend in die Außenfläche des Rohrendes 39 gedrückt, um einen Reibung erzeugenden Kontakt herzustellen. Das angrenzende örtliche Aluminium des Druckstabs oder des Rohrs 36 wird schnell in einen plastischen, festen Aggregatzustand umgewandelt, der es erlaubt, den Stift weiter in das Rohr zu pressen und die Berührungsfläche erfolgreich zu durchdringen und das Aluminiummetall des Knotens 37 zu erreichen. Nachdem diese Berührungsfläche durchdrungen wurde, wird das Werkzeug in einer Richtung längs der Achse 45 des Druckstabs 36 auf einer Länge 46 verschoben, die sich innerhalb des überlappten oder verbundenen Bereiches 43 befindet, womit ein gerührter Kanal aus geschmolzenem Aluminium erzeugt wird. An diesem Punkt wird das Werkzeug zurückgezogen und an einer anderen Stelle des Verbindungsbereiches angesetzt, um andere gerührte Kanäle sorgfältig durchzuarbeiten und die notwendigen Schweißungen zum Verbinden der Druckstäbe an den Knoten durchzuführen.
Es ist offensichtlich notwendig, dass der Zyklus für das Rührreibschweißen schnell sein muss, um so viele Schweißkanäle in einer komplizierten räumlichen Rahmenstruktur, wie es in der 3 gezeigt ist, sorgfältig durchzuarbeiten. Das Herstellungsverfahren nach dieser Erfindung erlaubt eine Schweißgeschwindigkeit von 1270 mm pro Minute, während dessen eine Schweißverbindung erzeugt wird, die eine Scherfestigkeit von mindestens 1379 N/cm² hat.
Das Metall des Werkstücks wird hinter dem Stift gerührt, während er verschoben und durch die Verbindung bewegt wird. Diese Technik erlaubt es, an der Berührungsfläche eine Klebeschicht aufzubringen. Dieser Klebstoff findet sich auf dem Weg des rotierenden Stifts wieder, wird dabei zerkleinert und im Schweißkanal als unschädliche Partikel verteilt. Der Klebstoff kann selbsthärtend sein oder später nach dem Schweißen ausgehärtet werden. Die sich durch Rührreibschweißen in Verbindung mit Klebstoff ergebende Struktur besitzt nach dem Schweißen eine Scherfestigkeit von mindestens 2000 N/cm², wobei der durch Klebstoff gestützte räumliche Rahmen als Ganzes außergewöhnlich haltbar ist und steife Verbindungen mit einer Verwindung, die halb so groß ist wie die von konventionell lichtbogengeschweißten Systemen.
Die dargestellte Erfindung samt ihren bevorzugten Ausführungsbeispielen offenbart Fachleuten deutlich, dass viele Änderungen und Modifizierungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer metallischen, verwindungsarmen Konstruktion mit Verbindungsbereichen, die durch ein erstes und ein zweites überlappendes Bauteil gebildet sind, die eine überlappte Berührungsfläche definieren, wobei die Verbindungsbereiche aus einem Werkstoff bestehen, der durch Reibungswärme bei Umgebungsbedingungen in einen verformbaren, festen, plastischen Zustand umgewandelt werden kann, mittels eines Rührreib-Schweißwerkzeugs mit einem rotierbaren Mittelstück, das einen Ansatz hat, der sich mit dem Verbindungsbereich in Eingriff befindet und einem eine Reibung erzeugenden Stift, der mit dem Mittelstück um eine Stiftachse drehbar ist, um die sich überlappenden Bauteile fortschreitend zu durchdringen, wenn der in Kontakt mit dem Stift befindliche Verbindungsbereich plastisch wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Rahmenkonstruktion mit teils hohlen Druckstäben – die überlappten Berührungsflächen mit einem Stift, der wahlweise von dem Ansatz ausfahrbar ist, bearbeitet werden, – die Eindringtiefe des Stiftes gesteuert wird, während das Werkzeug über dem Verbindungsbereich verschoben wird, – und der Stift und das Mittelstück jeweils auf eine Temperatur von 288 bis 399°C vorgewärmt wurden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff der Verbindungsbereiche Aluminium mit einer Formbarkeitstemperatur von etwa 60% seiner Schmelztemperatur verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Formbarkeitstemperatur im Bereich von 150 bis 200°C verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Stiftes im Bereich von 500 bis 15000 U/min liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Translationsbewegung des Stiftes im Bereich von 600 bis 1900 mm pro Minute liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck zum Pressen des Stiftes in die Verbindungsbereiche im Bereich von 50·10⁶ bis 90·10⁶ Pa liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Rührreibschweißen zwischen den Bauteilen an der Berührungsfläche ein Klebstoff eingebracht wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem rotierbaren Mittelstück, das einen Ansatz und einen eine Reibung erzeugenden Stift aufweist, der mit dem Mittelstück um eine Stiftachse drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das rotierbare Mittelstück (24) mit dem Ansatz (25) und der Stift (27) aus Werkzeugstahl bestehen; – der Stift (27) um eine Distanz von mindestens 90 mm zum Mittelstück (24) ausfahrbar ist; – das Verhältnis des Durchmessers der Kontaktfläche des Ansatzes (25) für das Verbindungsschweißen zu dem Durchmesser des Stiftes (27) 7:1 bis 4:1 ist und – der Stift (27) einen kreisförmigen Querschnitt und einen Durchmesser im Bereich von etwa 75% der gewünschten Schweißbreite aufweist.