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6. REKONSOLIDIERUNGUNDSCHWEIßNAHTEIGENSCHAFTEN 155
Abbildung 6.4: Schweißnaht der Versuchsreihen KR-01 mit Rollendurchmesser D=40mm (li.) und
VersuchsreiheKR-02mitRollendurchmesserD=80mm(re.).
somit eine gleichmäßige geschlosseneOberflächenbeschaffenheit aufweist. Durch dieOberflächenküh-
lung während der Plastifizierung wird die Aufschmelzung der Oberfläche reduziert und dennoch die
vollständigePlastifizierung des oberenLaminates und der Fügeebene sichergestellt.
6.2 Eigenschaften der Schweißverbindung
NachdemderEinflussderKonsolidierungaufdieVerbindungsqualitätunddieOberflächenqualitätbe-
schriebenwurde, soll in den folgendenAusführungendie ausführlicheAnalyse der Schweißverbindung
durchgeführt werden.Mit denErgebnissen der schweißtechnischenUntersuchung erfolgt die Charak-
terisierung der Schweißverbindung unter Berücksichtigung der für dieWerkstoffpaarung geeigneten
Schweißparameter.
6.2.1 Oberflächeneigenschaften
DieOberflächenqualitätderSchweißnahtwirdanderOberseiteundRückseiteunabhängigbetrachtet.
Die Rückseite zeigt hierbei keinerlei Abzeichnung undAufschmelzung auf, da die Plastifizierung des
unterenLaminatesnichtvollständig stattfindet.AufderOberseite ist jenach IntensitätderDruckluft-
kühlung eineAbzeichnung bzw. eineAufschmelzungmit Faserbeeinträchtigungmöglich. EineKlassi-
fizierung derOberflächenqualität ist inAbbildung 6.6 zu finden.Hierbei beschreibt dieKlasseA eine
bestmögliche Oberfläche, die den Grundwerkstoffeigenschaften vor der Schweißung entspricht. Die
Klasse B stellt eine akzeptable Oberfläche dar, wobei in diesem Fall keine Schädigung der innenlie-
gendenMatrixunddesFaserverlaufs vorliegt.Vertreter derKlasseCbeschreiben einnicht genügende
Oberflächenqualität, welches insbesondere auf die SchädigungdesFaserverlaufs undder freiliegenden
Fasern vorliegt.
6.2.2 Bruchflächen
BeiderBetrachtungderBruchflächennachderzerstörendenPrüfung ist einflächiger, kohäsiverBruch
zuerkennen (vgl.Abbildung6.7).Dies lässt auf einvollkommenesflächigesAufschmelzender thermo-
plastischenMatrix in beidenFügepartnern schließen.Dies erlaubt denSchluss auf eine stoffschlüssige
Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen
Table of contents
- Abkürzungen XIV
- Symbolverzeichnis XVI
- 1 Einleitung 1
- 2 Stand derTechnik 11
- 2.1 ThermoplastischeKunststoffe 11
- 2.1.1 Grundlagen undEinteilung derKunststoffe 11
- 2.1.2 Werkstoffeigenschaften vonThermoplasten 12
- 2.1.3 FaserverstärkteThermoplaste 16
- 2.1.4 Herstellverfahren vonHalbzeugen undBauteilenmit thermoplastischerMatrix 21
- 2.1.5 Konsolidierung vonThermoplasten 22
- 2.1.6 Betrachtung des Schmelzschweißprozesses bei Thermoplasten 23
- 2.1.7 Prüfmethoden 23
- 2.1.8 Ermüdungsverhalten 29
- 2.1.9 ThermischeKunststoffkennwerte 31
- 2.1.10 BildgebendeAnalyseverfahren 32
- 2.1.11 Schadensanalyse 33
- 2.2 Grundlagen der induktivenErwärmung 33
- 2.3 Erwärmung carbonfaserverstärkterKunststoffe 44
- 2.4 Schweißbarkeit 48
- 2.5 Modelle zurmathematischenBeschreibung 51
- 2.1 ThermoplastischeKunststoffe 11
- 3 Aufgabenstellung 53
- 4 Systemtechnik undVersuchsaufbau 55
- 5 Plastifizierung derMatrix 97
- 6 Rekonsolidierung und Schweißnahteigenschaften 151
- 7 FertigungstechnischeUmsetzung 171
- 8 Zusammenfassung 177
- Literaturverzeichnis 178
- Abbildungsverzeichnis 189
- Tabellenverzeichnis 197
- A Zeichnungen, Tabellen undErklärungen 199
- A.1 Werkstoffeigenschaften undDatenblätter 199
- A.2 Numerische Lösungsverfahren 213
- A.3 Datenblätter und Spezifikation derAnlagentechnik 215
- A.4 Berechnungen zu den Strömungszuständen in derKonsolidierungsrolle 224
- A.5 Komponenten undProgrammumgebung derVersuchs-anlage 231
- A.6 Optimierungsmethode 234
- A.7 Festigkeitsuntersuchung 245
- A.8 Prozessfenster 246
- A.9 Prozessfähigkeitsuntersuchung 247
- B Veröffentlichungen 249