Due to the wide range of properties of plastics (e.g. low density, low electrical and thermal conductivity), conventional materials will be increasingly substituted by polymers. Multifarious requirements on technical parts intensify the demand for joining processes, which ensure the reliable joining of incompatible thermoplastics. In this case, material bonded joints are approaching their limits. The present study focusses on the welding of two incompatible thermoplastic polymers (polyamide and polyethylene) by using adapted blend materials, which are compatible to both joining components. The results prove the feasibility of this method and indicate the high potential regarding the reachable joint strength. Furthermore, the study demonstrates the challenges regarding the suitable application of blend materials and deals with open scientific questions concerning their industrial usage.

In dieser Arbeit wird ein neuartiges Düsensystem zum effizienten Heißgas-schweißen erforscht. Die theoretisch gewonnenen Daten der CFD-Simulationen werden an einer serienfähigen Heißgasschweißanlage, zwei Werkstoffen und zwei Probekörpergeometrien bestätigt. Das Düsensystem macht eintauchende Düsensysteme für den Heißgasschweißprozess serienfähig und erlaubt eine Reduktion der Erwärmungszeit um bis zu 50 %. Zusätzlich sind Kunststoffe mit hoher Schmelztemperatur (z. B. PA6T/XT-GF35) erstmals zuverlässig schweißbar. Mit dem neuen Düsensystem können anspruchsvolle, technische Werkstoffe mit hohen Schmelztemperaturen und großer Temperatursen-sivität gefügt werden. Zudem erlaubt das Aufsatz-Düsen-System das Fügen von Bauteilen mit komplex verlaufenden Schweißnähten. Die schnelle und homogene Erwärmung des Kunststoffes mit dem neuartigen Düsensystem erlaubt es, den Energie- und Gasverbrauch deutlich zu reduzieren.:1 Einleitung 2 Problemstellung und Zielsetzung 3 Stand der Wissenschaft 4 Versuchsaufbau zur Untersuchung der Düsensysteme 5 Vergleich des RD- und AD-Systems durch CFD-Simulation und Auswahl eines Düsensystems 6 Optimierung des AD-Systems durch CFD-Simulation 7 Vergleich des AD-Systems mit dem Stand der Technik mittels serienfähiger Heißgasschweißanlage 8 Wechselwirkung ausgewählter Einstellparameter mit dem AD-System 9 Diskussion der Ergebnisse 10 Zusammenfassung und Ausblick Anhang ...................... / In this work, a new kind of nozzle system for efficient hot gas welding is re-searched. The theoretically obtained data from the CFD simulations are con-firmed on a production-capable hot gas welding system, two materials and two test specimens. The nozzle system makes immersed nozzle systems for the hot gas welding process suitable for series production and allows a reduction in heating time of up to 50 %. In addition, resins with high melting temperatures (e.g. PA6T/XT-GF35) can be reliably welded for the first time. With the new nozzle system, demanding engineering materials with high melting tempera-tures and high temperature sensitivity can be joined. In addition, the top nozzle system allows the joining of components with complex weld seams. The fast and homogeneous heating of the plastic with the new nozzle system allows energy and gas consumption to be significantly reduced.:1 Einleitung 2 Problemstellung und Zielsetzung 3 Stand der Wissenschaft 4 Versuchsaufbau zur Untersuchung der Düsensysteme 5 Vergleich des RD- und AD-Systems durch CFD-Simulation und Auswahl eines Düsensystems 6 Optimierung des AD-Systems durch CFD-Simulation 7 Vergleich des AD-Systems mit dem Stand der Technik mittels serienfähiger Heißgasschweißanlage 8 Wechselwirkung ausgewählter Einstellparameter mit dem AD-System 9 Diskussion der Ergebnisse 10 Zusammenfassung und Ausblick Anhang ......................