Plattenschweißen von PE und PP: Stumpfschweißen von Platten und Bauteilen

Gleiches Prinzip wie beim Rohrschweißen

Das Plattenschweißen ist das Stumpfschweißen von zwei Plattenkanten. Die Kanten werden plangehobelt, an einem Heizelement erwärmt und zusammengepresst, solange das Material weich ist. Das Prinzip und die Temperaturen sind dieselben wie bei Rohren: PE wird typischerweise bei 200-220 Grad geschweißt, PP bei ca. 210 Grad, je nach Qualität und Hersteller.

Der Unterschied liegt in den Werkstücken. Platten sind breit, schwer und können nicht in einer Rohrschweißmaschine eingespannt werden. Sie müssen in einer Spannbank oder auf einem Schweißtisch fixiert werden, damit die Kanten präzise zueinander stehen und sich während der Abkühlung nicht verziehen.

Für Rohre aus PE, PP und PVDF wird stattdessen Muffenschweißen / Heizelement-Muffenschweißen bei kleinen Durchmessern sowie Stumpfschweißen oder Elektroschweißen bei größeren eingesetzt. Plattenschweißen und Muffenschweißen teilen sich Temperatur und Prinzip, aber die Werkzeuge sind unterschiedlich.

Haben Sie es mit PVC-U zu tun, gelten andere Bedingungen: niedrigere Heizelementtemperatur, kurze Umstellzeit und Absaugung. Lesen Sie dazu mehr unter Stumpfschweißen von PVC.

Vorbereitung der Platten

Die Kanten müssen sauber und gerade geschnitten sowie gehobelt oder gefräst werden, sodass die Oberfläche frei von Oxidschichten und Sägespuren ist. Eine mit einer Kreissäge geschnittene Platte weist Zahnspuren auf, die durch die Erwärmung nicht verschwinden. Verwenden Sie einen Planhobel oder eine Fräse, die für diesen Zweck ausgelegt ist.

Platten müssen eben und unterstützt aufliegen. Spannungen aus Lagerung und Transport werden ausgeglichen, indem die Platte vor der Bearbeitung bei Raumtemperatur gelagert wird. Ist die Platte verzogen, wird auch die Schweißnaht verzogen, unabhängig davon, wie präzise das Werkzeug geführt wird.

Die Dicke bestimmt die Auswahl: Dünne Platten unter ca. 3-4 mm lassen sich nur schwer stumpfschweißen, da das Material durch das Werkzeug leicht verformt wird. Daher werden sie stattdessen häufig mit Warmgas oder im Extrusionsschweißverfahren gefügt.

Der Schweißablauf

Die Platten werden mit dem erforderlichen Spalt in die Spannbank eingelegt, das Heizelement eingeführt und die Kanten erwärmt, bis sich ein gleichmäßiger Wulst gebildet hat. Das Element wird zügig entfernt, die Kanten werden zusammengefahren und der Druck wird aufrechterhalten, bis das Material ausreichend erstarrt ist, um formstabil zu sein.

Zeiten und Drücke folgen demselben Aufbau wie beim Rohrschweißen: Anwärmen, Umstellen, Druckaufbau und Abkühlen. Bei dickeren Platten verlängert sich die Abkühlzeit erheblich, da die Wärme durch den gesamten Querschnitt abgeleitet werden muss. Die Platte darf vor Ablauf der Abkühlzeit weder bewegt noch belastet werden.

Große Bauteile wie Tanks und Kanäle erfordern während des gesamten Ablaufs eine Unterstützung, und die Verbindung muss in der Position auskühlen, in der sie verwendet werden soll. Andernfalls kann eine nachträgliche Belastung die Naht öffnen.

V-Naht und Extrusionsschweißen

Für Reparaturen und Verbindungen, bei denen das Stumpfschweißen nicht möglich ist, wird das Extrusionsschweißen in einer V-Naht oder Doppel-V-Naht eingesetzt. Die Fuge wird gefräst oder geschnitten, gereinigt und vorgewärmt, und Schweißdraht aus demselben Material wird unter Druck zugeführt. Das Verfahren erfordert dieselbe Vorbereitung wie bei Rohren, siehe Extrusionsschweißen in der Praxis.

Bei der Reparatur einer bestehenden Naht muss die alte Naht im zu reparierenden Bereich vollständig entfernt werden. Andernfalls verbleibt eine Zone mit fehlerhaftem Verlauf unter der neuen Naht, die sich später öffnen kann.

Prüfung von Plattenverbindungen

Die Prüfung erfolgt analog zum Rohrschweißen: Sichtprüfung des Wulstes, Messung der Wulstbreite sowie eine Biege- oder Zugprüfung an einer Probeschweißung. Der Prüfstab wird quer zur Naht herausgeschnitten, sodass die gesamte Naht im Stab liegt.

Bei Tanks und Behältern kommt die Dichtheitsprüfung hinzu, entweder als Wasserfüllung oder als Vakuum- und Druckprüfung je nach Bauteil. Die Prüfung wird zusammen mit dem Schweißprotokoll dokumentiert, siehe DVS 2203 und Prüfung sowie Prüfung und Dokumentation.