Zum Anwärmen müssen die Flächen mit geringem Druck am Heizelement anliegen. Dazu wird der Druck auf nahe null (≤ 0,02 N/mm²) abgesenkt.

Beim Anwärmen dringt die Wärme in die zu schweißenden Flächen ein und bringt diese auf Schweißtemperatur.

Nach dem Anwärmen sind die Fügeflächen vom Heizelement zu lösen. Das Heizelement ist ohne Beschädigung und Verschmutzung der erwärmten Fügeflächen herauszunehmen. Die Fügeflächen sind danach schnell bis unmittelbar vor der Berührung zusammenzufahren.

Die Umstellzeit soll so klein wie möglich gehalten werden, da sonst die plastifizierten Flächen erkalten. Die Schweißnahtqualität würde dadurch nachteilig beeinflusst.

• Stumpfschweißschlitten
• Datenaufzeichnungsgerät (mit Außentemperaturfühler, Druckaufnehmer etc.)
• Hydraulikaggregat
• Planhobel
• Heizelement

Der Schweißbereich ist vor ungünstigen Witterungseinflüssen (z. B. Feuchtigkeitseinwirkung und Temperaturen unter +5°C) zu schützen.

Geeignete Maßnahmen hierfür sind:

• Vorwärmen
• Einzelten
• Beheizen

Vor Beginn der Schweißarbeiten ist die zum Schweißen notwendige Heizelementtemperatur zu kontrollieren. Dies erfolgt z. B. mit einem schnellanzeigenden Temperaturmessgerät für Oberflächenmessungen. Die Kontrollmessung muss innerhalb der dem Halbzeug entsprechenden Fläche des Heizelementes erfolgen.

Damit sich ein thermisches Gleichgewicht einstellen kann, darf das Heizelement frühestens 10 Minuten nach Erreichen der Solltemperatur …

Bei der visuellen Prüfung werden Stumpfschweißungen im Hinblick auf folgende Gesichtspunkte untersucht:

• Die Schweißwülste sollen gleichmäßig rund und überall sichtbar sein.
• Alle Wülste sollen annähernd gleich groß sein.
• Die Wulstoberflächen sollen glatt sein.
• Die Wülste sollen möglichst kerbfrei sein.
• Der Rohrversatz darf 10% der Rohrwanddicke nicht überschreiten.

Bei PE-Schweißungen können verschiedene Fehler auftreten, die sich mittels Ultraschallprüfung entsprechend DVS 2203 zerstörungsfrei finden lassen.

Hierzu zählen Bindefehler an der Innen- bzw. Außenoberfläche oder im Querschnitt sowie Versätze.

Es lassen sich prinzipiell zwei Bruchflächenarten unterscheiden:

• spröde Brüche zeichnen sich durch glatte Flächen aus und weisen auf eine schlechte bzw. ungenügende Schweißung hin,
• duktile Bruchflächen haben eine verstreckte Struktur und deuten auf eine gute Schweißung hin.

Bei glatten Bruchflächen konnten sich die Molekülketten nicht bzw. nur sehr wenig in den Grenzflächen der beiden Fügepartner vermischen (z. B. durch …

Die Schweißarbeiten sind zu überwachen. Art und Umfang der Überwachung muss zwischen den Vertragspartnern vereinbart werden. Es wird empfohlen, die Verfahrensdaten in Schweißprotokollen oder auf Datenträgern zu dokumentieren [DVS 2207-1 ].

Da die Sollwerte aus den Normen und Regelwerken dem Schweißer bekannt sind, werden diese i.d.R. immer innerhalb der vorgegebenen …

• Falsche Berechnung des Schweißdrucks
• Nichteinhaltung der Anwärm-, Umstell-, Fügedruckaufbau- und Abkühlzeit
• Nichteinhaltung der Schweißtemperatur (zu hoch oder zu tief)
• Maschine defekt
• Maschine nicht kalibriert
• Eingestellter Schweißdruck kann nicht aufrecht erhalten werden (z. B. durch undichte Kolbendichtungen)
• Verunreinigte Fügeflächen
• Falsche Werkstoffpaarung
• Materialrückstände am Heizelement

Die entstehenden äußeren und inneren Schweißwülste, auch Schweißraupen genannt, werden bei Bedarf entfernt.

Die Rohraußenfläche und die Innenseite des Heizwendelverbinders (Fitting) werden mittels im Fitting integrierter Widerstandsdrähte durch die Beaufschlagung mit elektrischem Strom auf Schweißtemperatur erwärmt. Dabei wird von beiden Bauteilen Schmelze aufgebracht.

Nach der Abkühlung kommt es zu einer unlösbaren, homogenen Verbindung [Ecker04].

Temperatur und Zeit richten sich nach den jeweiligen Herstellerangaben und können bspw. über einen am Fitting befestigten Barcode eingelesen und automatisch vom Schweißgerät eingestellt werden.

1. Rohrenden axial einspannen und rechtwinklig zur Rohrachse ablängen
2. Schweißzone abmessen und kennzeichnen
3. Entfernen der Oxidhaut
4. Rohrenden außen und innen entgraten
5. Rundheit der Rohre überprüfen ggf. korrigieren
6. Reinigen der zu schweißenden Rohroberflächen und Innenfläche des Heizwendelverbinders
7. Rohrenden in den Heizwendelverbinder einführen
8. Schweißen

Rohrenden axial einspannen und rechtwinklig zur Rohrachse ablängen

Eine nicht rechtwinklige Rohrtrennung kann dazu führen, dass die Heizwendel teilweise nicht vom Rohr bedeckt wird, wodurch Überhitzungen, unkontrollierte Schmelzenbildung oder Selbstentzündung auftreten können [Friatec04].

Entfernen der Oxidhaut

Die Oxidhaut, die sich während der Lagerung durch Sonneneinstrahlung auf der Rohroberfläche bildet, muss vor jeder Schweißung sorgfältig vom Rohr entfernt werden, da sie sonst eine homogene Verbindung der Materialien verhindert. Zum Entfernen der Oxidhaut sollten Schälgeräte eingesetzt werden, die eine reproduzierbare Qualität in der Fügeebene gewährleisten.

Eine nicht spannungsfreie bzw. verschobene Verbindungsstelle kann beim Schweißen zu unzulässigem Schmelzenfluss und zu einer mangelhaften Verbindung führen.

• Installationen in schwer zugänglichen Bereichen
• Reparaturen, bei denen die Rohre nicht oder nur eingeschränkt bewegt werden können
• Anbohrarmaturen
• Einzelanwendungen, die den Kostenaufwand für das Heizelement-Stumpfschweißen nicht rechtfertigen

Prozessdaten für Heizwendelschweißung nach ISO/TR 13950

• Hersteller
• Typ (z.B. Anbohrschelle)
• Durchmesser
• Schweißspannung
• Schweißzeit
• Korrektur der Schweißzeit in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur
• Abkühlzeit
• Widerstand der Heizwendel
• Fertigungs- und Temperaturtoleranz der Heizwendel (Temperaturbeiwert)