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154 6. REKONSOLIDIERUNGUNDSCHWEIßNAHTEIGENSCHAFTEN
Abbildung 6.3:Darstellung der Konsolidierungsphasen bei dem kontinuierlichen Schweißprozess mit
demqualitativenTemperaturverlauf bei einemPA66-CFGewebe 2-2 Laminat.
schwindigkeit vKR derRolle, dieOberflächentemperatur undderWärmeabtransport durchdieRolle.
Dies wird durch den Durchfluss des Kühlwasser QKR und der Vorlauftemperatur TKV gesteuert.
Auch in dieser Phase findet eine passiveAbkühlung durch denWärmestromvonder Fügezone in die
angrenzendenkälterenBereichedesLaminates statt.DieDarstellungderwirkendenWärmetransport-
vorgänge sind inAbbildung 4.24 und 6.1 zu finden.
VersuchsreiheKR:Einfluss desRollendurchmessers
Bei der Erläuterung derKonsolidierungsphasen zeigt sich die geometrischeAbhängigkeit derKonso-
lidierungsvorgänge. Die Vorschubgeschwindigkeit bringt die Zeitkomponentemit ein und beeinflusst
hierdurch die Einwirkdauer der aktiven und passiven Kühlung sowie des lokalen Konsolidierungs-
drucks. Insbesondere derDurchmesser derRolle hatwegender hieraus resutierendenAbrollgeschwin-
digkeit denAbkühlgradienten über derPhase I und II. Bevor dieUntersuchung derNahtqualität be-
trachtetwird, hier eine kurzeErklärungdessenwas geschieht,wennderRollendurchmesser zunimmt.
Bei konstanter Schweißgeschwindigkeit bleibt die Abrollgeschwindigkeit konstant, jedoch vergrößert
sichwegen des höherenBauraumbedarfs derRoll die StreckexKR. Somit erhöht sich die passiveAb-
kühlzeit inPhase I.
Dies zeigt sich in einemdeutlich stärkerenEindruckderKonsolidierungsrolle undeinerporösenOber-
flächemitBlasenbildung inAbbildung6.4.AlsFolgederverzögertenAbkühlungdurchdenvergrößer-
tenAbstandxKR ist in der linkenAbbildung eine starkeVeränderungdesFaserverlaufs festzustellen.
VersuchsreiheKD:Einfluss derDruckluftkühlung
Die Druckluftkühlung im Bereich des Induktors dient während der Plastifizierung zur Kühlung der
Oberfläche, um eine Überhitzung zu verhindern. Dies hat einen positiven Oberflächeneffekt auf die
SchweißnahtwährendderKonsolidierung, da dieOberfläche hierdurchweniger stark aufschmilzt und
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