SB_19670BLP

Schlussbericht zum IGF-Vorhaben 19670 BR 3
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung ........................................................................................................................ 12
1.1 Motivation und Forschungsziel.................................................................................... 12
1.2 Stand der Forschung und Entwicklung........................................................................ 14
1.3 Ausgangssituation ...................................................................................................... 15
2 Grundlagen ..................................................................................................................... 16
2.1 Heizelementschweißen ............................................................................................... 16
2.2 Materialien .................................................................................................................. 17
2.3 Spannungsriss- und Zeitstandverhalten teilkristalliner Thermoplaste .......................... 20
3 Experimentelles ............................................................................................................... 23
3.1 Versuchswerkstoffe und Probekörper ......................................................................... 23
3.2 Schweißanlagen ......................................................................................................... 24
3.3 Versuchsplanung und –durchführung ......................................................................... 28
3.3.1 Überblick über die durchgeführten Versuche ....................................................... 28
3.3.2 Aufschmelzversuche ............................................................................................ 29
3.3.3 Temperversuche .................................................................................................. 32
3.3.4 Schweißversuche................................................................................................. 33
4 Analytik ........................................................................................................................... 36
4.1 Rheologische Untersuchungen ................................................................................... 36
4.2 Prozessbegleitende Abkühluntersuchungen ............................................................... 36
4.3 Optische Untersuchungen .......................................................................................... 37
4.3.1 Lichtmikroskopische Analyse ............................................................................... 37
4.3.2 Visualisierung des Schmelzeflusses .................................................................... 38
4.4 Mechanische Prüfung ................................................................................................. 39
4.4.1 Kurzzeit-Zugversuch ............................................................................................ 40
4.4.2 Technologischer Biegeversuch ............................................................................ 42
4.4.3 Schlagbiegeversuch ............................................................................................. 43
4.4.4 Zeitstand-Zugversuch .......................................................................................... 45
4.4.5 Full Notch Creep Test .......................................................................................... 47
5 Forschungsergebnisse und Diskussion ........................................................................... 49
5.1 Eigenschaften der Versuchswerkstoffe ....................................................................... 49
5.1.1 Fließverhalten des Grundmaterials ...................................................................... 49
5.1.2 Zeitstandverhalten des Grundmaterials im FNCT ................................................ 50
5.1.3 Ergebnisse der Temperversuche des Grundmaterials ......................................... 51
5.2 Aufschmelzverhalten der Versuchswerkstoffe ............................................................. 52
5.3 Geometrische Betrachtungen an Schweißverbindungen............................................. 55
5.3.1 Untersuchung der Schweißnahtkrümmung .......................................................... 55
5.3.2 Untersuchung des L/d-Verhältnisses ................................................................... 57