Svetsmetoden Friction Stir Welding (FSW) har framgångsrikt använts för framställning av tailored blanks av aluminium för personbilskomponenter. Ett exempel är en mittunnelslutplåt till Audi R8. Svetsen uppvisar därvid en hållfasthet som är likvärdig med det svetsade materialet. De små deformationerna, den höga dimensionsnoggrannheten liksom det porfria och täta svetsgodset förenklar montaget. Därför slipper man extra tätningsinsatser.

Audis sportbil R8 utmärker sig förutom ett mittmotorkoncept också för direktinsprutning liksom ett nytt dämpningssystem genom ett konsekvent användande av aluminium. Audi Space Frame - ett på samma gång starkt, styvt och tillika lätt aluminiumramkonstruktion med integrerade förstärkt aluminiumplåt - är en tillfällig höjdpunkt i den framgångsrika Audihistorien för Aluminium- och Lättmetallcentret i Neckarsulm.
Nya tillverkningstekniker och produktionsförfaranden uppvisar också sportvagnen i sina osynliga detaljer. Som världens första serietillverkade personbil är den försedd med FSW-svetsade tailored blanks som formas till en mittunnelslutplåt och byggs in i bilen. Den av Riftec GmbH i serieproduktion framtagna aluminiumplåten, fig 1, passar in i hela Audi R8-konceptet, att med nyskapande tillverkningsprocesser spara verktygsostnader och vikt och samtidigt behålla hög säkerhet och sportliga prestanda hos bilen.
Med tailored blanks skräddarsys de önskade egenskaperna hos plåtkomponenterna. Tjockare plåt eller högre hållfasthet kan nu läggas in i önskade områden. Genom detta tillvägagångssätt kan lättviktsstrukturer tillverkas ekonomiskt och vikten kan sänkas ytterligare. Särskilt gynnsamt är detta för FSW genom optimerad processtyrning att framställa en harmonisk övergång mellan olika plåttjocklekar. En sida, svetsens rotsida, är därvid helt plan.
Den så svetsade plåten kan tillsammans med de goda formningsegenskaperna hos svetsen lämpa sig väl för formning efter svetsningen, fig 2.

Tailored blanks:
minskat materialbehov
För Audi R8:s mittunnelslutplåt har aluminiumlegering EN 6181-T4 använts. Tjockleken i de enskilda plåtarna är 1,7 och 2,4 mm. Svetslängden för FSW är 240 mm. Genom användningen av tailored blanks görs en materialbesparing på över 20% jämfört med en lösning med konstant plåttjocklek. I fordonet uppgår viktminskningen till ca 1 kg genom tailored blanks.
Därvid uppvisar svetsen genom metallurgiska och geometriska förhållanden en med den tunna plåten jämförbar hållfasthet, fig 3. Detta är relevant då komponenten i är inbyggd i ett krockpåkänt område. Den obetydliga deformationen, den höga måttnoggrannheten liksom den porfria och täta svetsen leder till förenklat montage. Därför behövs inga extra tätningsåtgärder.
Verktygen för FSW består av en svetstapp med ø10 mm och ett stift på ø3,7 mm. Såväl tappytan som stiftet är försedda med en processtödjande profilering. Alla svetsparametrar och svetsverktyget är optimerade för såväl aluminiummaterialet som för tjockleksskillnaden.

Svetsanläggningen är i grunden ett bearbetningscentrum
FSW-svetsningen av tailored blanks-plåtarna sker i ett bearbetningscentrum av märket Tricept-9000, fig 4. Denna unika FSW-anläggning har sedan november 2005 använts för såväl utvecklingsarbete som serieproduktion. I jämförelse med en föreående modell ger den nuvarande högre kraft och styvhet. En stor fördel med FSW-svetsning är dess garanterade processäkerhet och samtida svetsdjup.
Riftec har modifierat svetsrobotarnas hård- och mjukvaror, som styrs av en Siemens Sinumerik 840D, speciellt för FSW-svetsning där arbetsområdet nu är 2 700 • 3 000 • 900 mm. Därvid kan också komponenter med stor volym och yta bearbetas. Dessutom är det möjligt med Tricept 9000 att dela in arbetsrummet i en bearbetnings- och en plockstation.
Med konceptet och utvärderingen av FSW-anläggningen har dessutom lagts ned stort arbete på att hitta maximal flexibilitet. Med svetsanläggningen kan komponenter spännas upp svetsas och bearbetas mekaniskt. Möjligheter till verktygsväxling ger därvid optimalt produktionsförlopp. Därvid har förutom tailored blanks t.ex komplexa komponenter med tredimensionellt sömförfaranden eller även tjockväggiga komponenter med en tjocklek på över 20 mm svetsats. De största i serieproduktion av Riftec svetsade komponenterna har en storlek på 2 500• 4 500 mm.
Översättning och bearbetning:
Staffan Mattson