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Zum Extrusionsschweißen von Polypropylen

Die mechanischen Eigenschaften von Extrusionsschweißverbindungen aus Polypropylen lassen sich in Abhängigkeit der Fertigungsparameter und der daraus resultierenden Struktur eindeutig darstellen. Entscheidenden Einfluss übt die Nahtvorwärmung aus, die bestimmt wird durch das Düsensystem und die Parameter Warmgastemperatur und Schweißgeschwindigkeit. Gute mechanische Kurzzeiteigenschaften werden erreicht, wenn durch die Vorwärmung eine Mindestschmelzeschicht an den Nahtflanken erzeugt wird. Wenn diese Schmelzeschicht erreicht wird, entsteht nach der Abkühlung ein typischer struktureller Nahtaufbau und es resultieren hohe mechanische Kurzzeiteigenschaften. Mit steigender Schweißgeschwindigkeit muss die Warmgastemperatur gesteigert werden, um die Mindestschmelzeschicht zu erreichen. Aufgrund der thermisch-oxidativen Belastbarkeit der Werkstoffe ergeben sich Obergrenzen für die Warmgastemperatur, die sich in beginnendem molekularem Abbau der Oberflächenbereiche äußern.

Für die Untersuchungswerkstoffe werden werkstoffabhängige Verarbeitungsfenster angegeben, innerhalb derer hohe mechanische Kurzzeiteigenschaften erreicht werden.

Hohe Langzeitfestigkeiten werden innerhalb eines breiteren Parameterbereiches erreicht als die optimalen Kurzzeiteigenschaften. Die Langzeiteigenschaften der Schweißverbindungen werden in hohem Maße von mikro- und makroskopischer Kerbwirkung und weniger von der mechanischen Belastbarkeit der Verbindung gesteuert. Es wird nachgewiesen, dass aus quasistatischen Kurzzeitversuchen derzeit keine Rückschlüsse auf das Langzeit- und Lebensdauerverhalten möglich sind.

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 Michael Gehde

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

Informationen

Freie Schlagwörter: Extrusionsschweißen, Schweißen, Polypropylen, Struktur, Morphologie, Langzeiteigenschaften, Zeitstandversuch, Versagensverhalten, Warmgaserwärmung
Institut / Lehrstuhl: Technischen Fakultät der Universität Erlangen-Nürnberg
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. G. W. Ehrenstein (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. H. Potente
Erscheinungsjahr: 1993
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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