Rotationsschweißen - Plastics, Polymers, and Resins - DuPont

Heizelementschweißen
Einleitung
Beim Heizelementschweißen werden Teile aus thermoplastischen
Kunststoffen miteinander verbunden. Diese Verbindungstechnik
eignet sich für nicht-symmetrische Teile mit
empfindlichen Einbaukomponenten, die man dem Vibrations-
oder Ultraschallschweißen nicht aussetzen kann.
Die Verbindung der Teile aus Thermoplasten wird dadurch
bewirkt, daß man ihre Verbindungsflächen mit einem Heizelement
in Berührung bringt, das mit TEFLON ® PTFE
beschichtet und elektrisch aufgeheizt ist. Anschließend werden
die Kontaktflächen zusammengepreßt. Beim Einsatz von
speziell konstruierten Schweißmaschinen können die Verbindungsflächen
auch durch Strahlung erwärmt werden.
Schweißzyklus
I II III
IV V VI
Abb. 10.91 Heizelement-Schweißzyklus
1
2
3
Die Abb. 10.91 zeigt einen typischen Schweißzyklus, bei
dem ein elektrisch erwärmtes, mit TEFLON ® PTFE beschichtetes
Heizelement zum Schmelzen der Verbindungsflächen
benutzt wird.
Konstruktion der Schweißnaht
Beim Heizelementschweißen von Konstruktionswerkstoffen
sollte die Schweißfläche «W» mindestens 2,5 × Wanddicke
«T» betragen (Abb. 10.92a).
Abb. 10.92b-c zeigen Möglichkeiten, durch Materialaufnahmerillen
den entstehenden Grat zu verdecken. Spalt «a» muß
so ausgebildet sein, daß sich die äußeren Lippen nach dem
Schweißen vollständig schließen. Da diese Lösung die wirksame
Schweißfläche reduziert, kann es nötig sein, breitere
Kontaktflächen vorzusehen, um die Festigkeit einer einfachen
Schweißnaht zu erreichen.
a b
W = 2,5 T
T
c d
W = 3 T
T
0,5 T
Abb. 10.92 Auslegung der Schweißnaht für Heizelementschweißen
Dünnwandige Teile können eine Führungsaufnahme erforderlich
machen, wie zum Beispiel «a» in Abb. 10.92d.
So wird sichergestellt, daß ein gleichmäßiger Druck auf die
ganze Schweißfläche wirkt.
Man beachte in diesem Beispiel die durch Rippen verstärkte
Schweißfläche und die Unterstützung durch die Aufnahme
an den Punkten «b» und «c», die eine gute Schweißdruckverteilung
bewirken.
Konstruktionshinweise
für das Heizelementschweißen
Die Teile müssen so konstruiert sein, daß kein Ausschuß
entsteht. Es ist unbedingt erforderlich, daß die Verbindungsflächen
plan sind, deshalb sollten die Gestaltungsprinzipien
für Konstruktionswerkstoffe strikt eingehalten werden.
Gleichmäßige Wanddicken und ausgerundete Ecken sind
absolut notwendig.
b
T
3-3,5 T
1,2 T
c
a
3 T
a
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