Verfahrensbeschreibung

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Beim Heizwendelschweißen werden Kunststoffrohre oder Kunststoffrohr und Formstück in aller Regel mit Hilfe von verfügbaren Elektroschweißfittings, wie z.B. einer Elektroschweißmuffe, längskraftschlüssig und stoffschlüssig fest miteinander verbunden. Hierfür sind die Elektroschweißfittings mit integrierten Widerstandsdrähten (Heizwendel) ausgerüstet, die beim Schweißvorgang mit elektrischem Strom beaufschlagt werden. Dadurch wird die Innenseite der Muffe und die Außenseite des Rohres auf Schweißtemperatur erwärmt. Durch die Erwärmung wird von beiden Bauteilen Schmelze aufgebracht.

Nach deren Abkühlung kommt es zu einer unlösbaren, homogenen Verbindung. Die Heizwendel kann in einem Formteil, wie z.B. in einer Schweißmuffe mit oder ohne Anschlag (im Innendurchmesser der Muffe) oder in einem Rohrende (wie z.B. bei Kunststoffrohren mit SIMOFUSE Verbindungstechnik von SIMONA) integriert werden.

Die Zuführung der notwendigen elektrischen Energie erfolgt stets automatisch durch geeignete Schweißgeräte. Moderne Schweißgeräte zum Heizwendelschweißen erfassen die Schweißparameter eines Bauteils durch Einlesen eines Barcodes, der auf dem Fitting angebracht ist. Neben den Prozessdaten können auch Daten wie Kommissionsnummern und Baustellenadressen gespeichert werden, die wiederum über ein Datenbankprogramm benutzerfreundlich verarbeitet werden können. Heizwendelschweißgeräte arbeiten mit einer Kleinspannung von maximal 48 Volt. Durch die im Barcode definierte und vom Schweißgerät erkannte Temperaturkompensation werden sogar Umwelteinflüsse berücksichtigt. Analog zum Heizelementstumpfschweißen basiert die Schweißung neben Schweißzeit und Temperatur auf dem Fügedruck in der Kunststoffschmelze. Der erforderliche Druck wird jedoch nicht mechanisch-hydraulisch aufgebracht, sondern resultiert aus der Volumenvergrößerung der Schmelze. Die Heizwendel-Formstücke müssen während des Schweißprozesses gegenüber den Rohrspitzenden fest positioniert werden. Dies erfolgt mittels extern anzubringenden Halteklemmen oder mittels in den Formstücken integrierten Rohrklemmen.

Bei den Schweißgeräten oder -automaten gibt es systemgebundene Geräte oder Universalgeräte, die u.a. über Strichcode-Leser oder Magnetkarten-Leser die Formstück- und Schweißdaten auch von diversen Herstellern einlesen können. Für eine ganzheitliche Qualitätssicherung, wie sie heute mehr und mehr gefordert wird, eignet sich besonders das Magnetkartensystem, welches eine Vielzahl von relevanten Daten wie Auftrags-Nummern, Schweißparameter, Quittierung der einzelnen Schweißprozessschritte erlaubt sowie die automatische Protokollierung (als Qualitätsnachweis) ermöglicht. Schweißungen dürfen nur zwischen Formstücken und Rohren mit den von den Herstellern freigegebenen Werkstoffen und Schweißautomaten von geschulten Fachkräften ausgeführt werden. Die Schweißanleitung der Hersteller ist genau zu beachten.

Grafik_Prinzipsskizze

Bild 1: Prinzipskizzen der unterschiedlichen Schweißverbindungen
Quelle: SIMONA AG, Kirn

Bild2_Magnetkarte

Bild 2: Magnetkarte mit relevanten Produktinformationen (Tracecode) und Schweißdaten wie Barcode und Magnetstreifen zum Einlesen
Quelle: Georg Fischer Piping Systems Ltd., Schaffhausen

 

Bild3_Aussenansicht-verschweisste-Rohre

Bild 3: Außenansicht der fest verschweißten Rohrenden mittels unterschiedlicher Schweißverfahren

Bild4_Formteile

Bild5_Formteile

Bild6_Formteile

Bilder 4, 5 und 6: Formteile für Heizwendelschweißen, Frialen® / Friafit®-Abwassersystem
Quelle: Friatec AG, Mannheim


Beschreibung der einzelnen Prozessschritte beim Heizwendelschweißen am Beispiel einer Gasrohrleitung aus Polyethylen PE 100:

Bild7_Heizwendelschwei-Verfahren

Bild 7: Die Rohrenden müssen rechtwinklig abgetrennt werden. Anzeichnen der Einstecktiefe an beiden Rohrenden.
Quelle: Friatec AG, Mannheim

Bild8_Heizwendelschwei-Verfahren

Bild 8: Abtragen der Oxidhaut bis zur Markierung mittels eines Schälgerätes.
Quelle: Friatec AG, Mannheim

Bild9_Heizwendelschwei-Verfahren

Bild 9: Reinigung der Schweißflächen (schweißmuffe und Rohrenden) mittels geeignetem Reinigungsmittel sowie einem saugfähigen, nicht fasernden farblosen Papier.
Quelle: Friatec AG, Mannheim

Bild10_Heizwendelschweiverfahren

Bild 10: Die Schweißmuffe wird ohne Berührung der Schweißflächen, z.B. mit einer externen Haltevorrichtung montiert
Quelle: Friatec AG, Mannheim

Bild11_Heizwendelschwei-Verfahren

Bild 11: Herstellung der Verbindung mit dem Schweißautomat durch Kontaktieren (einstecken der beiden Kontaktstifte) und Einlesen des Barcodes.
Quelle: Friatec AG, Mannheim

Bild12_Heizwendelschwei-Verfahren

Bild 12: Starten des Schweißprozesses am Schweißautomat
Quelle: Friatec AG, Mannheim