Abstract
In der vorliegenden Arbeit wurde eine wulstlose Schweißtechnologie für Polypropylen (PP) und Polyvinylidenfluorid (PVDF) Rohrsysteme, die in der pharmazeutischen, biotechnischen und life-science Industrie Anwendung finden, untersucht. Ziel der Arbeit war es, den Einfluss der Schweißparameter und der Schweißmaschine auf die Materialeigenschaften, die mechanischen Eigenschaften und auf die Oberflächenrauheit der Schweißungen zu untersuchen. Hierfür wurden zunächst in systematischen Schweißversuchen mit Rohren und Fittingen aus PP random copolymer (PP-R) (natur und grau) und aus PVDF mit Außendurchmessern 20 mm und 63 mm durch Variation der Schweißparameter und der Außentemperaturen (0 °C, 20 °C und 40 °C) Schweißungen hergestellt. Um diese zu charakterisieren wurden analytische (Schmelzfließrate, Oxidationsinduktionszeit, Differenzkalorimetrie, Mikrotomschnitt, Rauheitsmessung) und mechanische (Zugversuch, Biegeversuch, Zeitstandinnendruckversuch, Eigenspannungsversuch) Prüfungen durchgeführt. Abschließend wurden die Eigenschaften der wulstlosen Schweißungen jenen von Heizelementstumpf- und Infrarotschweißungen gegenübergestellt. In den Ergebnissen zeigte sich der signifikante Einfluss der Schweißparameter auf die Eigenschaften der Schweißungen. Durch Optimierung der Schweißparameter und Anpassung an verschiedene Außentemperaturen konnte eine sehr gute Schweißqualität für die getesteten Materialien erreicht werden. Die analytischen Versuche bewiesen, dass das Material in der Schweißzone durch den Schweißprozess nicht geschädigt wurde. Vielmehr führten die langsameren Aufheiz- und Abkühlvorgänge verglichen mit anderen Schweißmethoden zu Nachkristallisation im Material. Das spiegelte sich auch in den stark reduzierten Eigenspannungen in wulstlosen Schweißungen wider, die deutlich niedriger waren als die Eigenspannungen in den untersuchten Heizelementstumpf- und Infrarotschweißungen. Die Oberflächencharakterisierungen zeigten, dass die Rauheit der Innenoberfläche maßgeblich von der Oberfläche der eingeführten Blase bestimmt wurde. In allen mechanischen Prüfungen übertrafen die wulstlosen Schweißungen die gestellten Anforderungen bei weitem und erreichten bessere Ergebnisse als die getesteten Ausgangsmaterialien.
Titel in Übersetzung | Einfluss des wulstlosen Schweißverfahrens auf die Eigenschaften von PP-R und PVDF Schweißungen |
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Originalsprache | Englisch |
Qualifikation | Dipl.-Ing. |
Gradverleihende Hochschule |
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Betreuer/-in / Berater/-in |
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Datum der Bewilligung | 16 Dez. 2011 |
Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2011 |
Bibliographische Notiz
gesperrt bis 06-09-2016Schlagwörter
- wulstlose Schweißung
- Rohrsysteme
- PVDF
- PP-R
- MFR
- DSC
- OIT
- Zugversuch
- Biegeversuch
- Zeitstandinnendruckversuch
- Rauheiten