Induktionsschweißen:Wie es funktioniert und warum es perfekt für Thermoplaste geeignet ist

Das Induktionsschweißen ist eine Schweißmethode, die häufig zum Verbinden von Thermoplasten eingesetzt wird. Mithilfe einer Stromversorgung und einer Heizspirale wird eine kleine Menge Verbindungsmasse an der Verbindungsstelle zwischen zwei Kunststoffstücken geschmolzen. Eine typische Schweißung dauert nur wenige Sekunden, führt zu starken Verbindungen und verformt das zu verbindende Material nicht.

Thermoplaste sind Kunststoffe, die aus Polymerharzen hergestellt werden. Im abgekühlten Zustand sind sie fest, schmelzen jedoch leicht, wenn Wärme zugeführt wird. Zelluloid, Acryl und Polyurethan sind gängige Arten von Thermoplasten. Aus ihnen wird alles hergestellt, vom Vogelhäuschen bis hin zu Autoteilen.

Ein Bediener beginnt mit dem Induktionsschweißen, indem er eine kleine Menge thermoplastischer Verbindung in die Verbindung zwischen den beiden zu schweißenden Teilen einbringt. Diese Verbindung kann in Form eines Bandes oder Drahtes vorliegen oder als Dichtung geformt werden. Es besteht entweder aus dem gleichen Polymer wie die zu verbindenden Teile oder aus einem kompatiblen Polymer.

Die Verbindung enthält ein magnetisches Pulver in einer Konzentration von etwa 15 Volumenprozent. Dieses Pulver besteht normalerweise aus Eisen, Eisenoxid oder Edelstahl und wird verwendet, um das Erhitzen der Verbindung zu erleichtern. Je schneller sich die Verbindung erwärmt, desto schneller ist die Schweißung abgeschlossen.

Die Wärme wird von einer Induktionsspule bereitgestellt, die wie ein Hochfrequenzgenerator an eine Hochfrequenzstromversorgung angeschlossen ist. Wenn der Generator eingeschaltet ist, fließt Wechselstrom (AC) durch die Spule. Dadurch entstehen Wirbelströme, die das Magnetpulver erhitzen. Wenn die umgebende thermoplastische Verbindung warm genug wird, wird sie weich und schmilzt. An diesem Punkt wird durch leichten Druck auf die zu verbindenden Teile eine Verbindung gebildet.

Das Induktionsschweißen bietet gegenüber anderen Methoden zum Verbinden von Teilen mehrere Vorteile. Erstens ist es schnell. Die thermoplastische Verbindung schmilzt beim Erhitzen innerhalb von Sekunden und kühlt fast augenblicklich ab, wenn der Strom abgeschaltet wird, wodurch fast augenblicklich eine feste Verbindung entsteht. Zweitens führt das Induktionsschweißen nicht zu einer Verformung der zu schweißenden Materialien. Da die Wärme auf die Verbindung und nicht auf die zu verbindenden Teile gerichtet ist, ist die Wahrscheinlichkeit einer durch Hitze verursachten Belastung der Teile geringer.

Schließlich führt die Verwendung einer thermoplastischen Verbindung zu starken Verbindungen. Die Verbindung füllt alle Lücken zwischen den beiden zu verbindenden Teilen vollständig aus und verhindert so Schwachstellen. Da die Verbindung außerdem vollständig schmilzt und wieder erstarrt, bildet sie tatsächlich eine molekulare Bindung mit den zu verbindenden Materialien. Dadurch entsteht eine Verbindung, die fast so stark ist wie das Material selbst.

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