Reibauftragschweißen (RAS) ist ein Festphase-Beschichtungsprozess für Metalle, bei dem ein Verbrauchsmaterial durch Reibung und Verformung als Schicht aufgetragen wird. Das RAS Prinzip zeigt Anwendungspotenzial für Beschichtungen, Reparaturen oder für die additive Fertigung. Die wesentlichen Vorteile vom RAS liegen in der Charakteristik von Festphase-Schweiß- Technologien, da der Prozess unterhalb der Schmelztemperatur durchgeführt wird. Das vermeidet Herausforderungen von schmelzbasierten Prozessen, die vorrangig auf das notwendige Schmelzen und Erstarren des Materials zurückzuführen sind, wie zum Beispiel Porosität oder Heißrisse. Hinzu kommt, dass im Vergleich zu schmelzschweiß-basierten Prozessen beim RAS geringere thermische Gradienten und Wiederaufheizzyklen eingebracht werden. Dies vermeidet starke Anisotropie und Verzug. Abgesehen von dem großen Potenzial, das dem RAS zugeschrieben wird, bestehen zum Teil große Wissenslücken im Hinblick auf den Einfluss von Prozessparametern sowie die Eigenschaften des aufgetragenen Materials. In der vorliegenden Arbeit werden die genannten Aspekte am Beispiel einer Aluminium-Magnesium Legierung untersucht. Eine umfangreiche Parameterstudie wurde für das RAS von einzelnen Schichten durchgeführt, wobei ein besonderer Fokus auf der Prozesstemperatur sowie auf der Geometrie der resultierenden Schicht lag. Die experimentellen Daten wurden genutzt, um ein Finite-Elemente- Modell für die Wärmequelle zu entwickeln und zu validieren. Die Simulation ist in der Lage die Temperaturverteilung und -entwicklung im Substrat während des RAS Prozesses abzubilden. Eine direkter Zusammenhang zwischen Schichtgeometrie und RAS Prozesstemperatur konnte festgestellt werden. Dies eröffnet zusätzliche Möglichkeiten den Schichtauftrag zu kontrollieren und zu optimieren, da ein Einfluss durch aktives Kühlen oder Erwärmen während des RAS zu erwarten ist. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurden die Eigenschaften des durch RAS aufgetragenen Materials untersucht. Zu diesem Zweck wurden Mehrschicht-Strukturen aufgebaut, um deren Mikrostruktur sowie mechanische Eigenschaften zu untersuchen. Dabei lag ein besonderer Fokus auf der Untersuchung der Grenzflächen zwischen den einzelnen Schichten. Das mittels RAS aufgetragene Material zeigt eine erheblich verfeinerte Mikrostruktur durch Rekristallisation, die eine periodische Verteilung entlang der Auftragshöhe aufweist. Die gezeigte Charakteristik der Mikrostruktur ist prozess-spezifisch und steht im direkten Zusammenhang mit der Härte-Verteilung der aufgetragenen Struktur einer nicht-ausscheidungshärtbaren Al-Mg Legierung. Die mittels RAS aufgetragenen Strukturen zeigten keine Richtungsabhängigkeit der Zugfestigkeit bei Raumtemperatur und Versagen an bestimmten Grenzflächen konnte nicht beobachtet werden. Im Vergleich zum Grundwerkstoff zeigt das mittels RAS aufgetragene Material höhere Festigkeit bei Raumtemperatur, was auf den Hall-Petch Verfestigungseffekt zurückzuführen ist. Auch bei erhöhten Temperaturen zeigte das RAS aufgetragene Material homogenes Verhalten bei der Zugprüfung. Bei hohen Temperaturen von 500 ◦C kam es zu signifikantem Kornwachstum, das die Eigenschaften beeinflusst. Hinzu kommt, dass kein signifikanter Einfluss der Grenzflächen zwischen den einzelnen aufgetragenen Schichten auf die Rissausbreitung festgestellt werden konnte. Insgesamt zeigt die Untersuchung, dass die Grenzflächen zwischen den Schichten einer Mehrschicht-RAS-Struktur nicht nachteilig f ür die Eigenschaften bei Raumtemperatur sind. Die vorliegende Arbeit zeigt einen umfangreichen Einblick in die Eigenschaften einer reibauftraggeschweißten Aluminium-Magnesium Legierung. Die gezeigten Ergebnisse sind vielversprechend im Vergleich zu anderen (schmelzbasierten) Auftragschweißverfahren und unterstreichen das Potenzial des RAS Prinzips. Die Erkenntnisse der vorliegenden Arbeit sind die Basis für weiterführende Untersuchungen sowie für die Optimierung und Weiterentwicklung des Prozesses.weiterlesen