Svejsning af sammensætninger: 5 processer

Denne artikel sætter lys på de fem hovedprocesser, der anvendes til fremstilling af kompositter i ønskede komponenter. Processerne er: 1. Induktionssvetsning 2. Ultralydssvejsning 3. Gammel Wolf Arc Arc Welding (GTAW) 4. Modstandssvejsning 5. Fusion Bonding.

Fremgangsmåde # 1. Induktionssvejsning:

I denne proces anvendes en modificeret sårtoroidal inductorkern som vist i figur 22.24 til at overføre magnetisk flux gennem termoplast til en kulstålskærm placeret mellem de to stykker, der skal forbindes. Luftgabet i toroid styrer den magnetiske flux fra toroid til skærmen.

Toroidens luftspalte anbringes på en af ​​plastoverfladerne på begge sider af skærmen for at smelte og strømme ind i skærmen og danne leddet. Toroiden bevæges langs sømmen ved den regulerede hastighed for at fremstille en svejsning. Den krævede effekt er 25 - 100 W, som kan opnås ved brug af et batteri eller solenergi. Denne proces kan bruges inden for rumfart, bil, møbler og byggeindustrier.

Fremgangsmåde # 2. Ultralydssvejsning:

Ultralydsvejsehoveder med 20 KHz effektsignal er blevet brugt til svejsning af komposit termoplast (Gr-Ps) bjælker i rumfærgen. Vibrationen af ​​sonotroden opvarmer hurtigt termoplastisk harpiks til den viskøse fluiditetstilstand, og delene klemmes sammen til svejsning. En typisk svejsecyklus kræver et sekund til excitation og en halv sekund til afkøling. Processen ser ud til at have gode potentialer til fremtidig brug i svejsning af kompositter.

Proces # 3. GTAW:

Denne proces er blevet brugt til svejsning af kompositmaterialer som Ti-W og Ti-Gr, i kvadratisk stødkonfiguration både i manuelle og mekaniserede tilstande. I Ti-Gr fibercarbid dannet omkring hver grafitfilament som følge af fusion fører til forøgelse af trækstyrken ved leddet.

Resultaterne har vist, at B-A1-kompositter kan svejses uden alvorlig skade på borfilamenterne. Fyldmetal kan også tilsættes for at blande sig med aluminiummatrixen for at ændre sin kemiske sammensætning betydeligt. For en vellykket fremtidig anvendelse af GTAW til B-A1-kompositter er det vigtigt at finde midler til at kontrollere reaktionsprodukter under svejsning. Manuel plasmabue og EBW er ikke særlig vellykkede for sammenføjning af B-A1-kompositter på grund af overdreven metallurgiske reaktioner mellem A1 og bor, hvilket medfører lav ledstyrke.

Der er også forsøgt at svejse Al-Gr kompositter af GTAW, men resulterede i dannelsen af ​​Al-carbid på overfladen af ​​fibrene.

Fremgangsmåde # 4. Modstandssvejsning:

Modstandssvejseskemaer er udviklet til svejsning af B-A1-kompositter med nuværende indstillinger lavere end dem, der anvendes til A1, men ved cirka dobbelt elektrodtryk for at forhindre udvisning af matrixmateriale. For sømmesvejsningstryk er det imidlertid lavere at undgå filamentbrud.

Gr-Ps komposit kan også blive plettet svejset med succes. For en Gr-Ps sammensat ved 36 vægt% polysulfon er den opnåede ledstyrke omkring 8, 3 MPa.

Gr-A1-kompositter er med succes blevet svejst til hinanden og til andre legeringer med 0 08 mm folie på 88% A1 + 12% Si som fyldstof.

Fremgangsmåde # 5. Fusion Bonding :

Nogle fusionsbindingsteknikker er blevet anvendt til sammenføjning af fiberforstærkede termoplastiske strukturer. En sådan teknik anvendte placering af modstandsdråde på bindingsgrænsefladen, hvortil det ønskede potentiale blev påført. Den opvarmede ledning blødgør den fiberforstærkede polysulfon, der smeltede og dannede forbindelsen. Ved en anden fremgangsmåde blev 80 mesh rustfri stålskærm anvendt som modstandsvarmer til at påvirke en binding under et tryk på ca. 70 MPa.

Diffusionsbinding er også blevet anvendt til at forbinde B-Al med andre Al-legeringer. Også flyturbine-motor fanblades af Ti-6A1-4V er blevet lokalt stivnet ved diffusionsbinding med et indlæg af Ti-6A1-4V-50B komposit. Fremtidige anvendelser af diffusionsbinding omfatter sammensatte strengninger (fyldt, laminært, cellulært og metal og / eller keramik) og hybridstrukturer.

Svejsning af keramik bliver et fascinerende felt, da det har store potentialer til fremtidig brug. Bortset fra isostatisk komprimeringsmetode til fremstilling af keramik, har friktionssvejsning også med succes været anvendt til at indgå i metaller og keramik.