Kompozitų suvirinimas: 5 procesai

Šiame straipsnyje pateikiami penki pagrindiniai procesai, naudojami kompozitams gaminti į norimus komponentus. Procesai yra šie: 1. Suvirinimas indukciniu būdu 2. Ultragarsinis suvirinimas 3. Dujų volframo lanko suvirinimas (GTAW) 4. Atsparumas suvirinimui 5. Sulieti sintezė.

Procesas # 1. Indukcinis suvirinimas:

Šiame procese modifikuotas žaizdos toroidinis induktoriaus šerdis, kaip parodyta 22.24 pav., Yra naudojamas magnetiniam srautui per termoplastą perkelti į anglies plieno ekraną tarp dviejų gabalų, kurie turi būti sujungti. Oro tarpas toroide nukreipia magnetinį srautą iš toroido į ekraną.

Toroido oro tarpas dedamas ant vieno iš plastikinių paviršių, esančių abiejose ekrano pusėse, kad išlydytų ir tekėtų į ekraną ir suformuotų jungtį. Pjovimo siūlas palei kontroliuojamą greitį, kad būtų gautas suvirinimas. Reikalinga galia yra 25 - 100 W, kurią galima gauti naudojant bateriją arba saulės energiją. Šis procesas gali būti naudojamas aviacijos, automobilių, baldų ir statybos pramonėje.

Procesas # 2. Ultragarsinis suvirinimas:

Ultragarsiniai suvirinimo galvutės, naudojančios 20 kHz galios signalą, buvo naudojamos suvirinti lengvasis kompozicines termoplastines (Gr-Ps) sijas kosminiuose pervežimuose. „Sonotrode“ vibracija greitai šildo termoplastinę dervą į klampią skysčio būseną, o dalys suspaustos suvirinimo būdu - tipiškas suvirinimo ciklas reikalauja vieną sekundę sužadinimui ir pusę sekundės aušinimui. Atrodo, kad šis procesas turi gerą potencialą ateityje naudoti kompozitų suvirinimo procese.

# 3. GTAW procesas:

Šis procesas buvo naudojamas kompozicinėms medžiagoms, tokioms kaip Ti-W ir Ti-Gr, suvirinti kvadratiniais užpakaliniais konfigūracijomis tiek rankiniu, tiek ir mechanizuotu režimu. Ti-Gr pluošto sistemoje karbidas, susidaręs aplink kiekvieną grafito gijų, dėl sulieto, padidina tempimo stiprumą jungtyje.

Rezultatai parodė, kad B-A1 kompozitai gali būti suvirinti nepažeidžiant boro gijų. Plieno metalą taip pat galima pridėti prie aliuminio matricos, kad žymiai pasikeistų jo cheminė sudėtis. Norint sėkmingai pritaikyti GTAW B-A1 kompozitams, būtina rasti būdų, kaip suvirinimo metu kontroliuoti reakcijos produktus. Rankinis plazminis lankas ir EBW nėra labai sėkmingi jungiant B-A1 kompozitus dėl pernelyg didelių metalurginių reakcijų tarp A1 ir boro, dėl kurių susidaro mažas jungtys.

Taip pat buvo bandoma suvirinti Al-Gr kompozitus GTAW, bet dėl ​​to skaidulų paviršiuje susidaro Al-karbidas.

Procesas # 4. Atsparumo suvirinimas:

Sukuriami atsparumo taškinio suvirinimo grafikai, skirti B-A1 kompozitams suvirinti, kai srovės nustatymai yra mažesni nei naudojami A1, bet maždaug dvigubai viršija elektrodo slėgį, kad būtų išvengta matricos medžiagos pašalinimo. Tačiau, norint išvengti siūlų lūžio, naudojamas suvirinimo suvirinimo slėgis yra mažesnis.

Gr-Ps kompozitą taip pat galima sėkmingai suvirinti. Gr-Ps kompozitui, turinčiam 36 masės% polisulfono, pasiektas jungtinis stipris yra apie 8, 3 MPa.

„Gr-A1“ kompozitai buvo sėkmingai suvirinti vienas su kitu ir kitais Al-lydiniais, naudojant užpildo medžiagą, kurios storis 88% A1 + 12% Si.

Procesas # 5. Fusion Bonding :

Kai kurie sintezės jungimo būdai sėkmingai naudojami sujungiant pluoštu sustiprintas termoplastines struktūras. Vienas iš tokių metodų buvo naudojamas atsparumo laidams prijungti prie ryšių sąsajos, kuriai buvo taikomas norimas potencialas. Šildomas laidas sušvelnino pluoštu sustiprintą polisulfoną, kuris susiliejo ir suformavo jungtį. Kitas požiūris buvo naudojamas kaip 80 mesh nerūdijančio plieno ekranas kaip atsparumo šildytuvas, kuris paveikė apie 70 MPa slėgį.

Difuzinė jungtis taip pat sėkmingai naudojama B-Al sujungimui su kitais Al-lydiniais. Taip pat „Ti-6A1-4V“ orlaivių turbinos variklio ventiliatoriaus peiliai buvo susilpninti difuzijos būdu su Ti-6A1-4V-50B kompozito įdėklu. Būsimose difuzinės klijavimo taikomosiose sąlygose yra sudėtinės sandarinimo medžiagos (užpildytos, laminarinės, korinės, metalinės ir / arba keramikos) ir hibridinės struktūros.

Keramikos suvirinimas tampa patraukliu lauku, nes jis turi didelį potencialą ateityje. Be izostatinio tankinimo metodo keramikai formuoti, metalų ir keramikos jungimui taip pat buvo sėkmingai naudojamas trinties suvirinimas.