Kunststoff-Lexikon

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Reibschweißen

Reibschweissen ist ein Fügeverfahren und stellt einen Stoffschluss zwischen zwei Bauteilen her. Es wird für Metalle und thermoplastische Kunststoffe eingesetzt.

Zwei fest eingespannte Werkstücke werden relativ zueinander bewegt. Die Werkstücke werden aneinander gedrückt. Bewegung und Anpresskraft erzeugen Reibung und die Schweissflächen werden erwärmt. Sobald die Schweisstemperatur erreicht ist, werden die Grenzflächen viskos. Die Bewegung wird abgebremst, die Teile zueinander positioniert und der Anpressdruck erhöht. Während des Auskühlens erstarren die Kunststoffe und die Reibschweissverbindung ist hergestellt.

Rotationsreibschweißen

Das Rotationschweissen ist einer besondere Art des Reibschweissens. Beim Rotationsreibschweissen ist die Bewegung rotierend, also ähnlich wie ein Werkstück auf der Drehmaschine. Die Gestalt der Bauteile muss die Rotationsbewegung zulassen. Dieses Fügeverfahren eignet sich z. B. für das Schweissen eines Rohrstücks an einen Rohrbogen.

Orbitalreibschweißen

Orbitalreibschweissen ist eine besondere Art des Reibschweissens und dem Rotationsreibschweissen ähnlich, die Bewegung ist jedoch nur eine Kreisschwingbewegung, also ähnlich einem Schwingschleifer. Das hat die Vorteile, dass die zu verschweissenden Teile nicht eine rotierende Bewegung zulassen müssen und dass die Bauteile zueinander ausgerichtet verschweisst werden können.

Ultraschallschweißen

Ultraschall­schweissen ist ein von uns häufig verwendetes Fügeverfahren für Kunststoffteile. Nur Thermoplaste lassen sich mit diesem Reibschweiss­verfahren verbinden. Vorteilhaft ist, dass Reibschweiss­verfahren ohne Zusatzstoffe auskommen.

Die Methode. Ein Generator erzeugt Ultraschall­schwingungen die über ein Amplituden­transformations­stück in eine Sonotrode übertragen werden. Die Sonotrode wird mit einem Druck von 2 – 5 N/mm2 auf die zwischen ihr und einem Amboss eingespannten Bauteile gepresst. Die Ultraschall­schwingungen erzeugen eine Reibung zwischen den Molekülen und damit Wärme, die an die Fügeflächen des Kunststoffteils reflektiert wird. Das Thermoplast wird zum viskosen Fliessen gebracht. Nach dem Auskühlen ist die Schweissverbindung fest.

Ultraschall­schweissen ist ein sehr schnelles und rationelles Verfahren. Mit Hilfe des Ultraschall­schweissens fügen wir Kunststoffteile bei denen es auf Dichtigkeit ankommt, z. B. Pumpenbauteile und Armaturenbauteile, oder verschweissen Kunststoffteile mit metallischen Inserts.

Sonotrode

Die Sonotrode ist das Schweisshorn beim Ultraschallschweissen. Da die Sonotrode dauerhaft Ultraschall­schwingungen standhalten muss, sind die Anforderungen an das Material sehr hoch. Meistens wird Titan mit einer Carbid-Beschichtung eingesetzt.