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170 6. REKONSOLIDIERUNGUNDSCHWEIßNAHTEIGENSCHAFTEN
[89] haben am IVWder TUKaiserslautern das Verhalten der Konsolidierung beim Induktionsfügen
in statischer Form bestätigt und später für die kontinuierliche Schweißnahtausführung durch eine
Konsolidierungsrolle adaptiert. ZurVerbesserungderOberflächeneigenschaftenundderFestigkeit der
SchweißnahtwurdenhierbeiUntersuchungenmittelsDruckluftkühlungderOberfläche durchgeführt.
Das zweite große Untersuchungsgebiet des Kapitels 6 ist das Schadensbild, sowie die Versagensur-
sachen bei der Induktionsschweißnaht an PA66/CF Geweben in Köperbindung. Hierfür wurde wie
bereits in zahlreichen Arbeiten zu Kunststoffschweißverfahren (z.B. von Velthuis [52] und Hümbert
[109] an artfremdenVerbindungen) diemakro- undmikroskopische Bruchflächenbetrachtungmittels
Auflichtmikroskop und die REM-Untersuchung durchgeführt. Zusätzlich wurde die Verbindungsstel-
le durch Querschliffe untersucht, um den Stoffschluss der beiden Fügepartner festzustellen und die
Verbindungsbreite zu untersuchen. Die Untersuchung des Einflusses der Schweißrichtung, sowie der
Schweißnahtform auf die zu erreichende Festigkeit der Schweißnaht in Abschnitt 6.2.5 wurde ebenso
mit diesenAnalysemethoden durchgeführt.Die bisherigen Studien von Stavrov [53], Ahmed [73] und
Moser [89] beschränken sich auf dieWannenlageunddie geradeNahtausführung.Hierbeiwurdenu.a.
bei der Verbindung vonDC01 auf PA6 vonHümbert [109] einemaximale Festigkeit von 15,33MPa
ermittelt.
Zur Qualifikation des SLS-Probekörpers für die Parameteroptimierung wurde die hiermit ermittelte
Schweißnahtfestigkeitmit der interlaminarenScherfestigkeit aus demCSTverglichen (vgl.Abbildung
6.13).
DieFestigkeitderSchweißnahtsowiedasSchadensbildsindwichtigeAuslegungskriterien, jedoch lassen
dieseMethoden keinen direktenRückschluss auf denVersagensmechanismus unddieVersagensinitie-
rung zu. Hierzu gab es bislang kaumUntersuchungen. In dieser Arbeit (vgl. Abschnitt 6.2.6) wurde
mittels In-Situ Belastungs-CT Untersuchung am ILK der TU Dresden gezeigt, dass zwischen dem
Versagenseintritt und der Porenhäufigkeit sowie der Porengröße ein signifikanter Zusammenhang be-
steht.NebendenKennwerten fürdiequasi-statischBelastungvon17,4kNwurde indieserArbeitauch
begonnendasdynamischeVersagensverhalten zuuntersuchen.Hierbei konnte eineDauerfestigkeit bei
einerWechsellast von 4kN ermittelt werden (vgl. Abbildung 6.14).
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