Seite - 151 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

6 Rekonsolidierung und Schweißnahteigenschaften DiemechanischenKennwerte der Schweißnaht sind davon abhängig, in welcher Güte nach derWie- dererstarrungdieAusbildungdesPolymere undKristallgefügewiederhergestelltwerdenkann. InAb- schnitt 2.1.5 ist bereits der Begriff der Konsolidierung bzw. Rekonsolidierung erklärt. Um die ur- sprünglichenEigenschaftendesPolymeresmöglichst gutwieder zu erreichen, sindderFügedruckund der Abkühlgradient möglichst optimal einzustellen. Besonders bei den teilkristallinen Polymeren ist aufdie zeitlicheKomponentedesAbkühlgradientenzuachten,umdieKristallbildungzuermöglichen. DerAnteil der amorphenundkristallinenPhasen ist entscheidend fürdiemechanischenEigenschaften dieser Polymerart (vgl. dieAusführungen inKapitel 2.1.2). In den folgendenVersuchsreihenwird für den teilkristallinenThermoplastPA66 einProzessfenster derRekonsolidierung ermittelt.Anhandder VerbindungsfestigkeitundderVersagensmechanismenwirdeinOptimumermitteltundGrenzbereiche definiert. 6.1 Rekonsolidierung teilkristalliner Polyamide Die Carbonfaser hat hinsichtlich dermechanischen Eigenschaften zwei Einflussfaktoren, die sich aus denHerstellverfahrenvonFKVundderKonsolidierung inAbschnitt 2.1.4 und2.1.5 ableiten.Dies ist einerseits der Einfluss auf die Durchdringung und Durchmischung des plastifizierten Thermoplastes zwischen den beiden Laminaten. Dies ist eine der Hauptursachen für Defekte wie z.B. Poren und Trockenstellen imLaminatbzw.derSchweißnaht.Der zweiteAnteil anderKonsolidierung ergibt sich aus der sehr hohenWärmeleitfähigkeit derCarbonfaser.Dies beeinflusst dieWärmeableitung aus der Fügezone und somit dasAbkühlverhalten. 6.1.1 Wärmetransportmechanismenwährend derRekonsolidierung Die stark unterschiedlichenEigenschaften derWärmeleitfähigkeit undderWärmekapazität desPA66 und der Carbonfaser beeinflussen den Abkühlungsverlauf. In der folgenden Tabelle sind die beiden thermischen Kennzahlen gegenübergestellt. Wird die Abkühlung des zuvor induktiv erwärmten Be- reichs betrachtet, ist in Abbildung 6.1 zu beobachten, dass sich während der Erwärmung lokale Er- wärmungsspitzenandenStellenmit relativhöherenHäufigkeit derFaserkreuzungspunkte ergeben, so wie eine starkeWärmeausstrahlung längs der Fasern geschieht. AmEnde der Erwärmung geschieht Tabelle 6.1: Vergleich der thermischen Eigenschaften des Matrix- und Faserwerkstoffs, vgl. Tabelle 4.4. Kennwert Faser Matrix WärmeleitfähigkeitΛ [W/mK] 9,37 0,33 spez.Wärmekapazität cP [J/kgK] 735,6 1700