Untersuchungen zur Detektion und Kontrolle der Schweißnahtqualität beim Heizelementstumpfschweißen von Thermoplasten unter Berücksichtigung der Wärmestrombilanzierung

Kraft, Dietmar GND

Eine permanente Zielsetzung ist, Verarbeitungsprozesse zu optimieren, sprich bei gleichbleibender oder verbesserter Qualität den Ausschuss und den Energieverbrauch zu minimieren sowie die Geschwindigkeit und die Effizienz des Prozesses zu steigern. Die Ausarbeitung zum Thema „Untersuchungen zur Detektion und Kontrolle der Schweißnahtqualität beim Heizelementstumpfschweißen von Thermoplasten unter Berücksichtigung der Wärmestrombilanzierung“ hat sich dieser Herausforderung gestellt. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die Wärmestrombilanzierung mittels hochtemperatur-beständiger Wärmestromsensoren eine zuverlässige, reproduzierbare und universell einsetzbare Lösung darstellt, prozess- als auch bauteilspezifische Kennwerte beim Heizelementstumpfschweißen von Kunststoffen direkt in der Fügezone zu generieren, und mit Hilfe dieser Kennwerte das Heizelementstumpfschweißverfahren wirtschaftlicher, effizienter und ressourcenschonender in eine Fertigung zu implementieren. Hinzu kommt noch, dass in dieser Arbeit die grundlegenden Entwicklungen getätigt wurden, um sogar bisher verwendete Sensoren (vorwiegend Weg-, Kraftsensoren sowie Thermoelemente) über die Nutzung eines hochtemperaturbeständigen Wärmestromsensors zu substituieren und somit den Einsatz der Wärmestrombilanzierung nahezu kostenneutral zu realisieren. Die Möglichkeit der Inline-Qualitätssicherung entwickelt das Heizelementstumpfschweißverfahren zukunftsorientiert weiter und legt den Grundstein für einen verstärkten Einsatz dieses Fügeverfahrens.

One permanent objective is to optimize manufacturing processes, i.e. with the quality remaining constant or even improving, to minimize waste and energy consumption and to increase the speed and efficiency of the processes. The elaboration of the subject on "Investigations of the Detection and Control of Welding Quality in Heated Tool Butt Welding of Polymers in View of Heat Flow Balancing" has risen to this challenge. Due to the use of high temperature heat flow sensors the heated tool butt welding is a common joining method in areas of polymer joining technology. The heat flow balancing is a novel possibility for an inline quality safeguard and gives the heated tool butt welding more attractiveness, a significant increase in efficiency and a process safety not known before. This thesis elucidates the fact that the heat flow balancing using high temperature resistant heat flow sensors is a reliable, reproducible and universally applicable solution to generate process- and component-specific parameters directly in the welding zone. With the help of these parameters the heated tool butt welding can be implemented into a production in a more economical, more efficient and resource saving manner at the same time. The possibility of the inline quality protection further develops a future-oriented heating tool butt welding and lays the foundation for an increased use of this joining process.

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Kraft, Dietmar: Untersuchungen zur Detektion und Kontrolle der Schweißnahtqualität beim Heizelementstumpfschweißen von Thermoplasten unter Berücksichtigung der Wärmestrombilanzierung. Ilmenau 2017. Universitätsverlag Ilmenau.

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