Page - 122 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

122 5. PLASTIFIZIERUNGDERMATRIX Abbildung 5.24: Temperaturverläufe während der statischen Erwärmung an unterschiedlicher Faser- architekturen (vgl. Tabelle 5.6. Applikationseinfluss auf die Erwärmung Neben denWerkstoffeigenschaften gehören die während des Schweißprozesses nicht beeinflussbaren und geometrisch unveränderlichen Eigenschaften des Schweißkopfs zu den Systemparametern. Aus denErläuterungen zu denGrundlagen der induktivenErwärmung und deren Systemtechnik 2.2 sind der Induktor und die Geometrie desWerkstücks direkt an der Leistungseinbringung und der Form des Erwärmungsfeldes beteiligt. Die Untersuchungen zumApplikationseinfluss werden amWerkstoff PA66-CF inKöperbindung durchgeführt. Hierfür werden die Probeplattenmit InSitu eingebrachten Thermoelemeneten verwendet. 4.Versuchsreihe: Einfluss der Induktorgeometrie DieInduktorgeometriebeeinflusstzunächstdiegeometrischeFormderErwärmung imWerkstück.Wie in Abschnitt 4.3.1 zu sehen, erfolgt bei der hochfrequenten Anregung und demFKV alsWerkstück eindirektesAbbildder InduktorformalsErwärmungsfeld imWerkstück.DasErgebnis ausdenUnter- suchungen zur Auslegung des Induktors in Abschnitt 4.3.1 zeigt, dass spiralförmige Induktoren eine homogene kreisförmigeErwärmung erzeugen,wobei auf diePosition der Zuleitungen zur Induktorflä- chegeachtetwerdenmuss.Da sichhier eine starkeUmorientierungdesKupferleiters ergibt, kommtes hier zu einer punktuell hohenEnergiedichte.WerdendieseZuleitungen inderMitte der zu erwärmen- den Spur und in Vorschubrichtung positioniert, wird durch die Überlagerung der Temperaturfelder bei aktivemVorschubdiese Inhomogenität kompensiert.NebendemGeometrieeinflusswirken sichdie Fläche des Induktors und dieAnzahl derWindungen auf die Erwärmungsleistung aus. InAbbildung 5.25 sind dieHeizraten der drei unterschiedlichen Induktoren aufgetragen.Bei dem Induktor I03 und I05 handelt es sich umeinen spiralförmigenFlächeninduktor, wobei der I03 nur eine Leiter-Windung besitzt. Der Induktor I04 ist ein Flächeninduktormit rechteckiger Fläche und zweiWindungen. Die annähernd 4-facheHeizrate des Induktor I05 imVergleich zum Induktor I03, bestätigt dieAnnahme ausderGleichung2.20 fürdieErwärmungbeiCFRTP-Werkstoffen.NebenderHeizrate soll hier auch der Einfluss der Induktorgeometrie auf den Temperaturverlauf in der Fügeebene betrachtet werden. Dies ist die vomInduktor abgewandteSeite undwirdvondenTemperaturenT7bisT10beschrieben. Der Temperaturverlauf auf der Induktor zugewandten Seite, die für die spätere Untersuchung der Temperaturerfassung während des Schweißvorganges von entscheidender Bedeutung ist, wird durch