Thermische Analyse des Widerstandsschweißens von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen (Masterarbeit)

Kurzfassung

Inhalt dieser Masterarbeit ist die Ermittlung der Temperatur und des elektrischen Widerstandes während des Widerstandsschweißprozesses von kohlefaserverstärkten Polyetherketonketon (CFPEKK). Hintergrund hierbei ist das Einbinden der Methode zur Widerstandsverschweißung in den Automatisierungsprozess und damit der Erhöhung der Wirtschaftlichkeit. Dazu wurden verschiedene Temperaturmessmethoden verwendet und untersucht. Zu diesen gehören der Einsatz von Thermalfarben, Faser-Bragg-Gittern und Thermoelementen. Anschließend wurde die Methode gewählt, die die höchste Auflösung sowie Einsetzbarkeit besitzt. Mit der gewählten Messmethode wurde der bisherige Widerstandsschweißprozess auf Temperatur untersucht. Daraufhin wurden Änderung zur Homogenisierung des Temperaturfeldes durchgeführt. Diese Änderungen bestehen in dem Einsatz von fugenversetzen Keramikstücken, einer stufenweisen Aufheizung sowie deren Kombination. Mit der Methode der stufenweisen Aufheizung wurde die höchste Temperaturhomogenisierung in der Fügezone erzielt. Abschließend wurde eine Relation des elektrischen Widerstands zur Temperatur mittels eines Modells gebildet und validiert. Dazu wurden drei Stromstärken untersucht und basierend auf dem Modell eine Validierung für weitere durchgeführt. Das Relationsmodell ergab in Annäherung einen linearen Verlauf des elektrischen Widerstands in Abhängigkeit zur Prozesstemperatur