Abstract No.:
6650

 Scheduled at:
Friday, September 18, 2020, Virtueller Raum 2 10:00 AM
Leichtbau - Fügen von Kunststoffen


 Title:
Einfluss der Materialschädigung auf die Schweißnahtqualität beim Warmgasstumpfschweißen von Polyamiden

 Authors:
Max Bialaschik* / Universität Paderborn, Kunststofftechnik Paderborn, Deutschland
Volker Schöppner / Universität Paderborn, Kunststofftechnik Paderborn, Deutschland

 Abstract:

Beim Warmgasstumpfschweißen erfolgt die Erwärmung der Fügefläche durch ein erwärmtes Gas, das durch eine dem Formteil angepasste Düse austritt. Das Verfahren gewinnt insbesondere durch die kontaktlose Form der Erwärmung und den damit einhergehenden Vorteilen gegenüber anderen Schweißverfahren seit Jahren an industrieller Bedeutung. Zu den größten Vorteilen gehört, dass beim Schweißen kein Abrieb entsteht und es auch für Hochtemperaturkunststoffe geeignet ist. Darüber hinaus ist das Verfahren voll automatisierbar und erlaubt das Fügen komplexer, dreidimensionaler Bauteile. Anwendungsbeispiele sind vor allem Bauteile aus dem Automobilbereich: Ansaug- und Ladeluftrohre, Kraftstoff- und Hydraulikölbehälter, aber auch Scheinwerfer können gefügt werden.


Für das Warmgasstumpfschweißen stehen grundsätzlich Schutz- und Oxidationsgase zur Verfügung, um die Fügeflächen durch Konvektion zu plastifizieren. Das Schweißen in Anwesenheit eines oxidierenden Gases kann, wie beim Infrarotschweißen, zu einer übermäßigen thermisch-oxidativen Zersetzung des Materials führen. Die Verwendung eines inerten Schutzgases, wie z.B. Stickstoff, führt jedoch zu erhöhten Betriebskosten. Daher ist es wichtig zu wissen, bei welchen Thermoplasten der Einsatz eines inerten Schutzgases beim Schweißen nicht erforderlich ist.


Bisherige Untersuchungen am KTP haben gezeigt, dass die Wahl des Gases einen großen Einfluss auf die erreichbaren Schweißnahtfestigkeiten, insbesondere beim Schweißen von Polyamiden, hat. Um festzustellen, welche Polyamide mit welchem Prozessgas geschweißt werden können, wurden nun umfangreiche experimentelle Untersuchungen an verschiedenen Polyamiden durchgeführt, die sich in ihren Füllstoffen und Stabilisierungsgraden unterscheiden. Die erzielbaren Schweißnahtfestigkeiten hängen nicht nur von der Form der Schmelzeschicht ab, sondern auch von einer eventuell auftretenden thermischen oder thermisch-oxidativen Schädigung des Materials durch den Erwärmprozess. Die Schweißverbindungen wurden mit zerstörenden und thermischen Prüfverfahren sowie mittels Mikroskopie bewertet. Bei den untersuchten Polyamiden konnte ein Zusammenhang zwischen dem verwendeten Prozessgas, der auftretenden Schädigung und der Schweißnahtqualität gefunden werden.




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