Lassen van composieten: 5 processen

Dit artikel werpt licht op de vijf belangrijkste processen die worden gebruikt voor het maken van composieten in de gewenste componenten. De processen zijn: 1. Inductielassen 2. Ultrasoon lassen 3. Gas-wolfraambooglassen (GTAW) 4. Weerstandlassen 5. Fusion Bonding.

Proces # 1. Inductielassen:

In dit proces wordt een gemodificeerde wond-torusvormige inductor kern zoals getoond in Fig. 22.24, gebruikt om magnetische flux door de thermoplast naar een koolstofstalen zeef te verplaatsen, geplaatst tussen de twee te verbinden delen. De luchtspleet in de torus stuurt de magnetische flux van de torus naar het scherm.

De luchtspleet van de torus wordt op een van de plastic oppervlakken aan beide zijden van het scherm geplaatst om te smelten en in het scherm te stromen en de verbinding te vormen. De torus wordt met de gecontroleerde snelheid langs de naad bewogen om een ​​las te produceren. Het benodigde vermogen is 25 - 100 W, die kan worden verkregen door het gebruik van een batterij of zonne-energie. Dit proces kan worden gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, auto-, meubel- en constructie-industrie.

Proces # 2. Ultrasoon lassen:

Ultrasone laskoppen met een voedingssignaal van 20 KHz zijn gebruikt voor het lassen van lichtgewicht composiet thermoplastische (Gr-Ps) -bundels in de spaceshuttle. De vibratie van de sonotrode verwarmt snel thermoplastische hars tot de viskeuze vloeibare toestand en de onderdelen worden samengeklemd om te lassen - een typische lascyclus vereist één seconde voor excitatie en een halve seconde voor koeling. Het proces lijkt goede mogelijkheden te hebben voor toekomstig gebruik bij het lassen van composieten.

Proces # 3. GTAW:

Dit proces is gebruikt voor het lassen van composietmaterialen zoals Ti-W en Ti-Gr, in een configuratie met vierkante uiteinden, zowel in handmatige als mechanische modus. In het Ti-Gr-veersysteem leidt carbide dat rond elk grafietfilament wordt gevormd als gevolg van fusie, tot een verhoging van de treksterkte in het gewricht.

Resultaten hebben aangetoond dat B-A1-composieten kunnen worden gelast zonder de boorfilamenten ernstig te beschadigen. Vulmetaal kan ook worden toegevoegd om te intermixen met de aluminiummatrix om de chemische samenstelling ervan aanzienlijk te wijzigen. Voor een succesvolle toekomstige toepassing van GTAW op B-A1-composieten is het essentieel om middelen te vinden voor het regelen van reactieproducten tijdens het lassen. Handmatige plasmaboog en EBW zijn niet erg succesvol voor het samenvoegen van B-A1-composieten vanwege overmatige metallurgische reacties tussen A1 en boor, wat leidt tot een lage gewrichtsterkte.

Er zijn ook pogingen ondernomen om Al-Gr-composieten te lassen door GTAW, maar resulteerde in de vorming van Al-carbide op het oppervlak van de vezels.

Proces # 4. Weerstandslassen:

Resistentie puntlasschema's zijn ontwikkeld voor het lassen van B-A1 composieten met een huidige instelling lager dan die gebruikt voor A1 maar met ongeveer het dubbele van de elektrodedruk om uitdrijving van matrixmateriaal te voorkomen. Voor naadlasdruk is het gebruikte druk echter lager om breuk van de gloeidraad te voorkomen.

Gr-Ps-composiet kan ook met succes worden gepuntlast. Voor een Gr-Ps-composiet met 36 gew.% Polysulfon is de bereikte gewrichtssterkte ongeveer 8, 3 MPa.

Gr-A1-composieten zijn met succes puntlassen aan elkaar en aan andere Al-legeringen met 0 08 mm-folie van 88% A1 + 12% Si als vulmateriaal.

Process # 5. Fusion Bonding :

Sommige fusiebindingstechnieken zijn met succes gebruikt voor het verbinden van vezelversterkte thermoplastische structuren. Een dergelijke techniek gebruikte het plaatsen van weerstandsdraden op het grensvlak van de binding waarop de gewenste potentiaal was toegepast. De verwarmde draad verzachtte het vezelversterkte polysulfon dat samensmolt en het gewricht vormt. In een andere benadering werd 80 mesh roestvrijstalen zeef gebruikt als een weerstandsverwarmer om een ​​binding onder een druk van ongeveer 70 MPa te beïnvloeden.

Diffusiebinding is ook met succes toegepast voor het verbinden van B-Al met andere Al-legeringen. Ook turbinemotor-ventilatorbladen van vliegtuigen van Ti-6A1-4V zijn lokaal verstijfd door diffusiebinding met een inlay van Ti-6A1-4V-50B-composiet. Toekomstige toepassingen van diffusieverbinding zijn samengestelde vernauwingen (gevuld, laminair, cellulair en metaal en / of keramiek) en hybride structuren.

Het lassen van keramiek wordt een fascinerend veld omdat het enorme mogelijkheden heeft voor toekomstig gebruik. Afgezien van de isostatische verdichtingswerkwijze om keramische materialen te vormen, is wrijvingslassen ook met succes toegepast om metalen en keramische materialen te verbinden.