Page - 163 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

6. REKONSOLIDIERUNGUNDSCHWEIßNAHTEIGENSCHAFTEN 163 Abbildung 6.15: SchweißhauptrichtungnachEN ISO6947 [120]: 1Wannenposition, 2 und 8Horizon- talposition, 3 und7Querposition, 4 und6Horizontal-Überkopfposition, 5Überkopf- position. 6.2.5 Einfluss der Schweißrichtung UmdieEignung des Schweißverfahrens und des Schweißkopfes für eine 3D-Anwendung beurteilen zu können, werden Versuchsreihen in den vier Hauptschweißrichtungen PA, PC, PF und PG durchge- führt. Die Darstellung der Hauptschweißrichtungen ist in Abbildung 6.15 zu finden. In der Schweiß- nahtlage PA wird die Untersuchung mit den Schweißradien 100, 150 und 200 mm ergänzt. Ebenso wird die Dicke der oberen Platte erhöht, um einenWanddickensprung darzustellen. Hierzu werden wiederum 6 Schweißungen je Reihe hergestellt, die zur Festigkeitsbewertung in 6 Teilabschnitte un- terteilt werden. Die Übersicht der durchgeführten Versuchsreihen ist in Tabelle 6.3 dargestellt. Der Koppelabstand h=2mmwird über die Versuchsreihen hinweg konstant gehalten. Bei allen Schwei- ßungenwird auf eine tangentiale Führung der Rollenlängsachse zumRadius der Bahn geachtet. Der Vergleich derVerbindungsfestigkeit findet durchdie Zug-Scher-Festigkeit statt. EineBetrachtungdes Schweißrichtungseinflusseswird inRelationzurZug-Scher-Festigkeit inWannenlagePAmitdenStan- dardparameternK0-1 verwendet.Hieraus kannderEinfluss der Schweißrichtung auf dieNahtqualität abgeleitet werden. Die Gegenüberstellung ist in Abbildung 6.16 dargestellt. Aus demVergleich geht hervor, dass bei den Schweißungen in horizontaler Position (K2-1) wie auch bei den Schweißungen in steigender (K2-3) und fallender (K2-4)Ausführung kaum eineBeeinträchtigung derVerbindungs- festigkeit zeigt.Dieswird durch diemikroskopische undmakroskopischeQualität der Schweißnaht in Abbildung 6.17 bestätigt.DieErgebnisse aus denVersuchenK3-2 undK3-4 zeigen, dass auchWand- dickenunterschiede im Oberblech von 1mm zu 4mmmit einer relativen Verbindungsfestigkeit von 92,3%bzw. 93,2%hergestellt werden können.Umeinen stabilen und robusten Schweißprozess zu er- halten, ist eineAnpassungderStreckenenergiedurchVariationdesDurchflussesderDruckluftkühlung und der geregeltenOberflächentemperatur nötig. 6.2.6 Schadensanalyse der Induktionsschweißnaht Ehrenstein [68] führt dasVersagendesFaserverbundes auf denFaserbruch, denMatrixbruchunddas Ablösen der Faser von der Matrix zurück. Als weitere Form des Zusammenspiels dieser Versagens- mechanismen ist die Delamination des Faserverbundwerkstoffs zu benennen. In diesem Fall versagt