Page - 152 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

152 6. REKONSOLIDIERUNGUNDSCHWEIßNAHTEIGENSCHAFTEN Abbildung 6.1:Verlauf derWärmeausdehnungundAbleitung, beobachtet durchdieThermografieka- mera derVersuchsreihe IS-SE-01-04-a . Tabelle 6.2: Übersicht derVersuchsreihen zurErmittlung deKonsolidierungsparameter. Versuchs- reihe Vorlauf- tempe- ratur TKV [°C] Fügekraft FS [N] Rollen- Durch- messer DKR- [mm] Leistung P[kW] Schweiß- geschwin- digkeit vw[m/s] Koppel- abstand h[mm] Induktor Druckluft- kühlung KT-01 10,0 120 40 0,75 0,36 2 I05 ja KT-02 18,0 120 40 0,75 0,36 2 I05 ja KT-03 25,0 120 40 0,75 0,36 2 I05 ja KF-01 18,0 30 40 0,75 0,36 2 I05 ja KF-02 18,0 120 40 0,75 0,36 2 I05 ja KF-03 18,0 160 40 0,75 0,36 2 I05 ja KF-04 18,0 200 40 0,75 0,36 2 I05 ja KF-05 18,0 320 40 0,75 0,36 2 I05 ja KR-01 18,0 120 40 0,75 0,36 2 I05 ja KR-02 18,0 120 80 0,75 0,36 2 I05 ja KD-01 18,0 120 40 0,75 0,36 2 I05 ja KD-02 18,0 120 40 0,75 0,36 2 I05 nein eineHomogenisierung der Erwärmungszone. Das betrachteteKontrollvolumenwird durch ein homo- genesTemperaturfeldbeschrieben,welchesdurcheineörtlichgleichmäßigeAbkühlunganTemperatur verliert.Das trägeAbkühlungsverhalten lässt auf eineDominanzdesThermoplasteswährendderAb- kühlungschließen.DieAuslegungsbetrachtungderSystemtechnikhinsichtlichderRekonsolidierung im Schweißnahtbereich inAbschnitt 4.3.2 fordert eineAbkühlleistungdurchdieflüssigkeitsgekühlteKon- solidierungsrolle von 284,0W.Anlagenseitig ist dies bereits bei einer Durchflussmenge von 0,1 l/min und einer Vorlauftemperatur von 16°C bis 22°C gegeben (vgl. Tabelle 4.6). In dieser Betrachtung ist bereits dieAbkühlung durch Strahlung in dieUmgebung Q˙S betrachtet.Die freieKonvektion Q˙α wirdhierbeivernachlässigt.AuchderEinflussderWärmeableitung Q˙λ istberücksichtigt. InGleichung 4.22wird deutlich, dass der Faservolumengehalt linear in dieWärmeableitung eingeht. Somit istmit abnehmendemFaservolumengehalt eine Zunahme derAbkühlleistung durch dieKonsolidierungsrolle gefordert. 6.1.2 ExperimentelleUntersuchung derKonsolidierungsparameter Zur experimentellen Ermittlung derKonsolidierungsparameter werden die Versuchsreihen inTabelle 6.1durchgeführt. Im folgendenAbschnitt sinddie einzelnenUntersuchungsschwerpunkteunterteilt in: