DD255911A1

DD255911A1 - Verfahren zum verschweissen von polyolefinwerkstoffen, vorzugsweise polyethylen, ohne verwendung von zusatzwerkstoff

Info

Publication number: DD255911A1
Application number: DD29624886A
Authority: DD
Inventors: Volkmar Horn; Detlef Sterdt; Erich Becker; Joerg Tauber
Original assignee: Tech Hochschule C Schorlemmer
Priority date: 1986-11-13
Filing date: 1986-11-13
Publication date: 1988-04-20

Abstract

Verfahren zum Verschweissen von Polyolefinwerkstoffen, vorzugsweise Polyethylen, ohne Verwendung von Zusatzwerkstoff. Das erfindungsgemaesse Schweissverfahren ist anwendbar beim Herstellen aus Polyolefinwerkstofftafeln, -platten und -rohren zu fertigender Behaelter, Apparate und Anlagen sowie zum Verbinden von Rohren aus Polyolefinwerkstoffen mit Anschlussstuecken und auch untereinander. Die in ueblicher Weise, z. B. durch ein Heizelement, an den Fuegeflaechen auf Schweisstemperatur erwaermten Fuegeteile werden unter geringem Anpressdruck in Nahtlaengsrichtung gegeneinander bewegt. Dadurch verschweissen sie miteinander. Vor der das Verschweissen bewirkenden Relativbewegung findet ein Positionieren der Fuegeteile in der Weise statt, dass sie nach Abschluss der Relativbewegung die im geschweissten Zustand erforderliche, gegenseitige Lage einnehmen. Beim Verschweissen von Rohren mit Anschlussstuecken oder auch untereinander findet die das Verschweissen bewirkende Relativbewegung in Umfangsrichtung statt. Der anzuwendende Anpressdruck und die notwendige Anwaermtiefe sind deutlich geringer als beim Heizelement-Stumpf- und beim Reibschweissen, so dass entsprechend geringere Nahtwuelste entstehen.

Description

gegeneinander versetzt sind. Unmittelbar danach verschiebt man unter Beibehaltung des erwähnten Fügedruckes die Platten durch eine geeignete Vorrichtung in Längsrichtung soweit gegeneinander, bis der Versatz ausgeglichen ist. Die mittelere Verschiebungsgeschwindigkeit kann 2 ... 10 mm/s betragen, die Schubspannung 0,2 ...0,8MPa. Es ist günstig, ein Verhältnis von Schubspannung zum Fügedruck von etwa 10... 20 zu wählen. Nach Abschluß der Längsverschiebung läßt man die durch sie zustandegekommene Schweißverbindung unter Wirkung des Fügedruckes und bei Fixierung ihrer Lage auf Umgebungstemperatur abkühlen.

Claims

Verfahren zum Verschweißen von Polyolefinwerkstoffen, vorzugsweise Polyethylen, ohne Verwendung von Zusatzwerkstoff, gekennzeichnet durch eine Relativbewegung in Nahtlängs- bzw. Umfangsrichtung der mit den auf Schweißtemperatur erwärmten Fügeflächen aneinandergebrachten Fügeteile, dergestalt, daß nach Abschluß der genannten Relativbewegung die Fügeteile eine nach dem Verschweißen erforderliche, gegenseitige Lage einnehmen.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen von Polyolefinwerkstoffen ohne Verwendung von Zusatzwerkstoffen, anwendbar für die Herstellung aus Thermoplasttafeln,-platten und Röhren zu fertigender Behälter, Apparate und Anlagen sowie für das Verbinden von Rohren aus Thermoplasten mit Anschlußstücken und auch untereinander in plastanwendenden und -verarbeitenden Betrieben.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, Tafeln, Platten sowie auch Rohre aus Polyolefinwerkstoffen ohne Verwendung von Zusatzwerkstoffen durch Heizelement-Stumpfschweißen zu verbinden. Für das Verschweißen von Rohren ist außerdem das Reibschweißen bekannt. Beide Verfahren sind im Lehrbuch: M.Beckert, A.Neumann; Grundlagen der Schweißtechnik-Plastfügetechnik, Berlin, VEB Verlag Technik 1985, beschrieben. Ihnen ist gemeinsam, daß zum Herbeiführen der Verbindung die an den Fügeflächen durch ein Heizelement bzw. durch Reibungswärme auf Schweißtemperatur erhitzten Tafeln, Platten oder Rohre aufeinanderzu bewegt werden. Dabei entsteht ein für die Verbindungsbildung unerläßliches Quetschfließen der erhitzten, schweißfähigen Werkstoffbereiche, als dessen Folge in Nahtbereich ausgeprägte Stauchwülste (Grate) auftreten. Um eine über die gesamte Nahtlänge gleichbleibende Qualität der Schweißverbindung zu erhalten, muß das erwähnte Quetschfließen an allen Stellen auf gleiche Weise erfolgen.

Das ist bei Nähten von mehr als 1 m Länge an Platten und Tafeln nur sehr schwierig zu gewährleisten. Man ist dann gezwungen, Verfahren anzuwenden, die Zusatzwerkstoffe benötigen. Bei Verbindungen an Rohren beeinträchtigt das verfahrensbedingte innere Stauchwulst (Grat) das Durchflußvermögen.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Verschweißen von Polyolefinwerkstoffen ohne Verwendung von Zusatzwerkstoff anzugeben, welches das Schweißen von Nähten auch über 1 m Länge an Platten und Tafeln mit über die gesamte Nahtlänge gleichbleibender Qualität sowie das Verbinden von Rohren unter Zustandekommen eines gegenüber den bekannten Verfahren Heizelement-Stumpf- bzw. Reibschweißen höchstens halb so hohen Innengrates ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Platten und Tafeln aus Polyethylen mit Stumpf- und Ecknähten zu Behälterteilen zu verschweißen, ohne daß Zusatzwerkstoffe verwendet werden. Dabei sollen auch lange Nähte, z. B. Längsnähte von Behälterschüssen, über etwa 1 m Länge, über die gesamte Länge gleichbleibende Festigkeiten aufweisen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe derart gelöst, daß die in üblicher Weise, z. B. durch ein Heizelement an den Fügeflächen auf Schweißtemperatur erwärmten Fügeteile unter geringem Anpreßdruck in Nahtlängsrichtung gegeneinander bewegt werden, wobei überraschenderweise ein Verschweißen stattfindet. Vor der das Verschweißen bewirkenden Relativbewegung findet ein Positionieren der Fügeteile in der Weise statt, daß sie nach Abschluß der Relativbewegung die im geschweißten Zustand erforderliche, gegenseitige Lage einnehmen.

Beim Verschweißen von Rundnähten an z. B. Behältern oder Rohren oder zwischen Rohren und Anschlußstücken für Rohre folgt die Relativbewegung der Umfangsrichtung der Fügeteile. Der anzuwendende Anpreßdruck und die notwendige Anwärmtiefe sind deutlich geringer als beim Heizelement-Stumpf- und Reibschweißen, so daß entsprechend geringere Nahtwülste entstehen. Betrag und Geschwindigkeit der das Verschweißen bewirkenden Relativbewegung lassen an dem jeweiligen Werkstoff für gewählte Anwärn'bedingungen durch Versuche ermitteln.

Ausführungsbeispiel

Das erfindungsgemäße Verfahren soll an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden. Es betrifft das Verschweißen von Stumpfstößen an 8mm dicken Platten aus Polyethylen hoher Dichte.

Die zu verschweißenden Randflächen der Kanten werden nach der üblichen I-Stoßkantenvorbereitung 30 ... 60 Sekunden mit einem üblichen Heizelement oder auch mittels eines gewöhnlich zum Abkanten verwendeten, sogenannten Heizschwertes auf 220 ... 260⁰C erwärmt. Es ist darauf zu achten, daß die Platten während des Erwärmens der genannten Randflächen nicht gegen das Heizelement gedrückt werden, damit der erwärmte, schweißfähige Werkstoff an den Platten erhalten bleibt und nicht abgequetscht wird. Nach Entfernen des Heizelementes fügt man die Platten mit den zu verschweißenden, erwärmten Randflächen mit einem Druck von 0,02 bis höchstens 0,06MPa so aneinander, daß sie in Nahtlängsrichtung um 30 ... 50mm