Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Warmgasstumpfschweißen 2 – Untersuchung des Betriebsverhaltens und Übertragung auf dreidimensionale Bauteile

Aufgrund der hohen technischen Sauberkeit, der kontaktlosen Erwärmung und der Möglichkeit, Hochtemperaturkunststoffe zu verarbeiten, erfährt das Warmgasstumpfschweißen eine stetig steigende industrielle Verbreitung. Zum Fügen von glasfaserverstärkten und Hochtemperaturkunststoffen ist es neben dem Infrarotschweißen das am häufigsten eingesetzte Verfahren. Einhergehend mit zunehmenden Anwendungszahlen steigen jedoch die Anforderungen an eine werkstoff- und bauteilgerechte Prozessauslegung. Gerade für dreidimensionale Nahtgeometrien gibt es keine Auslegungswerkzeuge. Gastemperatur, Volumenstrom und Düsendesign haben auf die Erwärmung mit Warmgas einen hohen Einfluss. Forschungsziel im Projekt ist deshalb die Entwicklung einer Erwärmstrategie für dreidimensionale Bauteile. Weiterhin werden für eine sichere Auslegung Erkenntnisse zum Betriebs- und Langzeitverhalten warmgasstumpfgeschweißter Verbindungen unabdingbar. Speziell im Falle der häufig mit Warmgas geschweißten verschiedenen Polyamide ist der werkstofftechnische Nachweis eines thermo-oxidativen Abbaus mit der Folge geringerer Lebensdauer schwer zu führen. Der Lösungsweg sieht deswegen auch eine umfassende quantitative Betrachtung durch verschiedene thermische, spektroskopische und viskosimetrische Untersuchungen vor, um eine mögliche Schädigung der Polymere aufzuzeigen. Dadurch sollen die Degradationsphänomene aufgrund der Erwärmung mit dem heißen Prozessgas vollständig verstanden und Rückschlüsse auf die erreichbaren Kurz- und Langzeiteigenschaften ermöglicht werden. Der Nutzen für die Unternehmen der Zielbranche, insbesondere für kmU, liegt vorrangig in der Durchführung von Grundlagenuntersuchungen und Prozessanalysen des Warmgasstumpfschweißens. Die angestrebten Ergebnisse können die Auslegungskosten von Warmgasstumpfschweißprozessen und –bauteilen sowie den Entwicklungsaufwand von kmU reduzieren.