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Fertigungs- und werkstofftechnische Betrachtungen zum Vibrationsschweißen von Polymerwerkstoffen

Die mechanischen Eigenschaften von Vibrationsschweißverbindungen lassen sich in Abhängigkeit der Schweißparameter eindeutig darstellen. Die Variation der Fügezonenbreite zeigt bei gleichen Schweißparametern keine werkstofftechnischen Veränderungen. Der Strukturaufbau und die mechanischen Kennwerte werden ausschließlich von dem gewählten Fügedruck beeinflusst. Fertigungstechnisch ergibt sich mit zunehmender Fügezonenbreite eine Verlängerung der Zeit bis zum Erreichen der quasistationäre Phase im Bereich niedriger Fügedrücke.

ln Bauteilen durchläuft die Fügezone bezogen auf die Reibrichtung unterschiedliche Winkel. Die Einzelbetrachtung der Variation des Winkels der Fügezone zur Reibrichtung zeigt mit zunehmendem Winkel im Bereich niedriger Fügedrücke eine deutliche Verkürzung der Fertigungszeit Die Schweißnahtfestigkeiten zeigen keine signifikanten Unterschiede. Eine Fügedruckerhöhung führt bei einer Drehung der Fügezone zur Reibrichtung zu einem Anstieg des Festigkeitsniveau bei gleichem Fügedruckniveau.

Für qualitativ hochwertige Schweißverbindungen ist neben einem werkstoffspezifisch abgestimmten Fügedruck das Erreichen der quasistationären Phase im Vibrationsschweißprozess eine notwendige Bedingung. Eine On-Line Prozessbewertung auf Basis der Messung des Fügewegsignals mit einem Neuronalen Netz erlaubt das Aufstellen einer Qualitätsweiche. Neben der Einzelüberwachung für jede Schweißung kann die Langzeitbeurteilung des Prozesses durch die Einbindung charakteristischer, vom Neuronalen Netz ermittelter Prozesskennwerte in eine statistische Prozesskontrolle durchgeführt werden.

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 Michael Giese

Michael Giese
Lehrstuhl für Kunststofftechnik (LKT)
Universität Erlangen-Nürnberg

Informationen

Freie Schlagwörter: Vibrationsschweißen, Schweißparameter, Fügezone, Strukturaufbau, Schweißnahtfestigkeit, On-Line Prozessbewertung, neuronales Netz, Prozeßkennwerte, Statistische Prozeßkontrolle
Institut / Lehrstuhl: Technischen Fakultät der Universität Erlangen-Nürnberg
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gottfried W. Ehrenstein (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Walter Michaeli
Erscheinungsjahr: 1995
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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