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.