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Das Schweißen von Kunststoffen als werkstoffgerechtes Fügeverfahren ist definiert als das Vereinigen von themoplastischen Kunststoffen unter Anwendung von Wärme und Druck mit oder ohne Zusatzwerkstoffe. Die Verbindung erfolgt durch Aufschmelzen und Ineinanderfließen der Grenzschichten. Durch Schweißen erhält man stoffschlüssige unlösbare Verbindungen.
Der Grundsätzliche Verfahrensablauf beim Schweißen ist:
. Bearbeiten der Fügeflächen (kann zum Teil entfallen)
. Reinigen der Fügeflächen
. Erwärmen der Fügeflächen
. Zusammenpressen der Fügeflächen
. Abkühlen unter Druck
Das Erwärmen beim Kunststoffschweißen erfolgt durch:
. erhitztes Gas beim Warmgasschweißen
. erhitztes Metallelement beim Heizelementschweißen, Heizelement- Schwenkbiegeschweißen, Heizelement-Muffenschweißen und Heizwendelschweißen, auch beim Heizelement-Wärmeimpuls- schweißen und Heizelement-Trennahtschweißen für Folien
. Reibung bei Rotations-, Vibartions-, Winkel- und Reibkegelschweißen
. Beschallung beim Ultraschallschweißen und Ultraschallnähen für Gewebe mit mindestens 65% Synthesefasern
. Hochfrequenz beim Hochfrequenzschweißen für polare Kunststoffe
Fehlerquellen beim Schweißen von Kunststoffen:
. thermische Schädigung, deshalb immer rasch arbeiten
. zu geringe Schweißdrücke ergeben Bindefehler und Lunker
. zu hohe Schweißdrücke führen unter Umständen zu Spannungen
. Bindefehler durch Einschluß von Luft oder zersetztem Kunststoff
. Spannungen durch unvollständige und/oder ungleichmäßige Erwärmung oder Zug- oder Druckausübung beim Warmgasschweißen mit Zusatzdraht
Die Güte von Schweißnähten ist von folgenden Punkten abhängig:
. konstruktions-, verfahrens- und werkstoffbedingten Faktoren
. Form der Scweißnaht
. Anzahl der Schweißlagen (besser wenige dicke als viele dünne)
. Sauberkeit der Verbindungsflächen
. Einhaltung empfohlener Bedingungen (Temperatur, Drücke, Zeiten)
Bei Schweißverbindungen gelten folgende allgemeinen Gesichtspunkte für das Gestalten:
. Schweißnähte nicht an Stellen maximaler Beanspruchung
. Kreuznähte vermeiden
. schroffe Querschnittsübergänge und Kerben vermeiden
4.1. WARMGASSCHWEIßEN W
Der Zusatzstab (meist 2 mm bis 4 mm) darf weder gestaucht noch gedehnt werden und ist meist aus artgleichem Kunststoff. Als Wärmeträger wird meist elektrisch beheizte Luft oder bei oxidationsempfindlichen Kunststoffen auch Stickstoff oder Kohlendioxid verwendet. Die Schweißtemperatur muß bei beiden Verbindungspartern gleich sein. Folgende Nahtformen sind möglich:
4.2. HEIZELEMENTSCHWEIßEN H
Das Heizelementschweißen kann in verschiedenen Bereichen und auf verschiedene Arten erfolgen.
. Heizelementstumpfschweißen HS
. Heizelement-Schwenkbiegeschweißen HB
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