Ein Beitrag zum Warmgasstumpfschweißen von Kunststoffen

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Beim Warmgasstumpfschweißen werden die Fügeteile durch heißes Gas plastifiziert, was die Vorteile eines kontaktlosen Verfahrens bietet und es für Hochtemperatur-Thermoplaste geeignet macht. Es ermöglicht die Herstellung dreidimensionaler, mediendichter und partikelfreier Schweißnähte, was den Einsatz in der Großserienproduktion von spritzgegossenen Bauteilen fördert. Allerdings sind die langen Erwärmzeiten und die Notwendigkeit eines Schutzgases, um Oxidation zu vermeiden, kostentechnische Nachteile. In dieser Arbeit werden experimentelle Untersuchungen zum Einfluss oxidierender und inerten Prozessgase durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass bei oxidationsanfälligen Materialien nicht zwingend ein inertes Schutzgas erforderlich ist, was das Potenzial zur Kostensenkung durch den Einsatz von Luft als Konvektionsmedium eröffnet. Zudem werden die Auswirkungen der Fügerichtung auf den Erwärmungsprozess untersucht. Es wird festgestellt, dass Gravitationseffekte den Prozess beeinflussen, jedoch nicht zwangsläufig zu einer schlechteren Schweißnahtqualität führen. Des Weiteren werden Schweißuntersuchungen mit Mischmaterialkombinationen behandelt. Abschließend erfolgt die Modellierung und Simulation der Erwärmphase, die zur Berechnung der Schmelzeschichtdicke bei der Prozessauslegung genutzt werden kann.