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5. PLASTIFIZIERUNGDERMATRIX 125
Abbildung 5.28: Ishikawa-DiagrammzudenEinflüssen auf die Schweißnahtqualität.
5.2.3 Einfluss derProzessparameter
Standen imvorherigenAbschnitt dieBauteil- undWerkstoffeinflüsse imVordergrund, sowerdennun
dieProzessparameter untersucht.DurchdieAnalysedesEinflusses undderWertebereichedieserPro-
zessgrößen soll ein zulässiges Parameterfenster definiert werden, in dem ein stabiler Schweißprozess
vorliegt. Voraussetzung bei den Untersuchungen ist die Auswahl des Versuchswerkstoffs PA66-CF
in Köperbindung und die Durchführung der Schweißversuche mit der hierfür entwickelten und auf-
gebauten Schweißapplikation ausAbschnitt 4.3.5. Im ersten Schritt werden durch eineRisikoanalyse
möglicheEinflussgrößenaufdieSchweißnahtqualität ermittelt.DasErgebnisderAnalyse ist in folgen-
demIshikawa-Diagrammdargestellt.HierfürwirdderkontinuierlicheSchweißprozess zugrundegelegt.
BeiderBetrachtungdesPlastifizierungsprozesseswirddieGruppederEinflussfaktorenaufdieErwär-
mungherangezogen. ZudiesenFaktorenwurde bereits für diePrämissendefinition der Systemtechnik
ein teilfaktorellerVersuchsplan inTabelle 4.2 erstellt.Nunwirdnichtaufdie technischmöglichenPro-
zessbereiche geblickt, sondernderEinfluss der einzelnenFaktoren auf dieQualität derPlastifizierung
bewertet.Hierbei sinddieProzessgrößenStromstärke I,Koppelabstandh, Schweißgeschwindigkeit vw
und die Schwingkreisfrequenz f berücksichtigt. Als Kriterium zur Bewertung wird die erreichte Fes-
tigkeit herangezogen. Die Auswertung der Effektanalyse in Tabelle 4.3 ist in den folgenden Punkten
zusammengefasst:
• Der Koppelabstand h und insbesondere die Abstandsschwankungen haben Einfluss auf die
Schweißnahtfestigkeit.
• Die Stromstärke I der Primärspule hatEinfluss auf die Festigkeit.
• DieSchweißgeschwindigkeit vw unddieStromstärke I haben einen identischenEffektundbeein-
flussen die Schweißnahtfestigkeit.
• Die höhere Frequenz führt zu einer höheren Schweißnahtfestigkeit.
Aus der Effektanalysemit direktemBezug zumFestigkeitskriteriumder Schweißnaht, kann der Ein-
fluss derEinzelgrößen ermitteltwerden. Für die detaillierteAnalyse desEinflusses unddieAbleitung
in eine Prozessregelung wird nun wieder auf die Betrachtung der statischen induktiven Erwärmung
imVersuchsaufbaumit den InSitu eingebrachten Thermoelementen gewechselt. Die durchgeführten
Versuchsreihen sind inTabelle 5.7 aufgezählt.
6.Versuchsreihe: Einfluss desPrimärspulenstroms
Wird die Gleichung 2.19 für die Berechnung der elektrischen Leistung herangezogen, so sollte eine
quadratische Beziehung zwischen Leistung und Stromstärke vorliegen. Um direkt die Temperatur
Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen
Inhaltsverzeichnis
- 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