Hàn vật liệu tổng hợp: 5 quy trình

Bài viết này đưa ra ánh sáng trên năm quy trình chính được sử dụng để chế tạo vật liệu tổng hợp thành các thành phần mong muốn. Các quy trình là: 1. Hàn cảm ứng 2. Hàn siêu âm 3. Hàn hồ quang vonfram khí (GTAW) 4. Hàn điện trở 5. Liên kết hợp.

Quy trình # 1. Hàn cảm ứng:

Trong quá trình này, một lõi cuộn cảm hình xuyến được sửa đổi như trong hình 22.24, được sử dụng để truyền từ thông qua nhựa nhiệt dẻo đến một màn hình bằng thép carbon đặt giữa hai miếng được nối. Khe hở không khí trong hình xuyến hướng từ thông từ hình xuyến đến màn hình.

Khe hở không khí của hình xuyến được đặt trên một trong các bề mặt nhựa ở hai bên của màn hình để tan chảy và chảy vào màn hình và tạo thành khớp. Các hình xuyến được di chuyển dọc theo đường may ở tốc độ được kiểm soát để tạo ra một mối hàn. Công suất cần thiết là 25 - 100 W có thể đạt được bằng cách sử dụng pin hoặc năng lượng mặt trời. Quá trình này có thể được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ, ô tô, đồ nội thất và xây dựng.

Quy trình # 2. Hàn siêu âm:

Đầu hàn siêu âm sử dụng tín hiệu năng lượng 20 KHz đã được sử dụng để hàn các chùm nhựa nhiệt dẻo tổng hợp trọng lượng nhẹ (Gr-Ps) trong tàu con thoi. Sự rung động của sonotrode nhanh chóng làm nóng nhựa nhiệt dẻo đến trạng thái lỏng nhớt và các bộ phận được kẹp lại với nhau để hàn một chu trình hàn thông thường cần một giây để kích thích và nửa giây để làm mát. Quá trình này dường như có tiềm năng tốt để sử dụng trong tương lai trong việc hàn vật liệu tổng hợp.

Quy trình # 3. GTAW:

Quá trình này đã được sử dụng để hàn các vật liệu composite như Ti-W và Ti-Gr, trong cấu hình mông vuông cả ở chế độ thủ công và cơ giới. Trong hệ thống sợi Ti-Gr, cacbua được hình thành xung quanh mỗi sợi than chì là kết quả của phản ứng tổng hợp dẫn đến tăng cường độ bền kéo tại khớp.

Kết quả đã chỉ ra rằng vật liệu tổng hợp B-A1 có thể được hàn mà không làm hỏng nghiêm trọng các sợi filon. Kim loại Filler cũng có thể được thêm vào xen kẽ với ma trận nhôm để thay đổi thành phần hóa học của nó một cách đáng kể. Để ứng dụng thành công GTAW trong vật liệu tổng hợp B-A1 trong tương lai, điều cần thiết là tìm phương tiện kiểm soát các sản phẩm phản ứng trong quá trình hàn. Hồ quang plasma thủ công và EBW không thành công lắm khi tham gia vật liệu tổng hợp B-A1 vì các phản ứng luyện kim quá mức giữa A1 và boron dẫn đến độ bền khớp thấp.

Các nỗ lực cũng đã được thực hiện để hàn các vật liệu tổng hợp Al-Gr của GTAW nhưng dẫn đến sự hình thành của Al-carbide trên bề mặt sợi.

Quy trình # 4. Hàn điện trở:

Lịch hàn điểm kháng đã được phát triển để hàn vật liệu tổng hợp B- A1 với cài đặt hiện tại thấp hơn so với sử dụng cho A1 nhưng ở mức xấp xỉ gấp đôi áp suất điện cực để ngăn trục xuất vật liệu ma trận. Tuy nhiên, đối với áp lực hàn đường may được sử dụng thấp hơn để tránh đứt dây tóc.

Gr-Ps composite cũng có thể được hàn tại chỗ thành công. Đối với hỗn hợp Gr-Ps ở mức 36% khối lượng polysulfone, độ bền khớp đạt được là khoảng 8, 3 MPa.

Vật liệu tổng hợp Gr-A1 đã được hàn thành công với nhau và với các hợp kim Al khác sử dụng lá 0 08 mm 88% A1 + 12% Si làm vật liệu độn.

Quy trình # 5. Liên kết hợp nhất :

Một số kỹ thuật liên kết nhiệt hạch đã được sử dụng thành công để nối các cấu trúc nhiệt dẻo gia cố sợi. Một kỹ thuật như vậy được sử dụng đặt dây điện trở tại giao diện liên kết mà tiềm năng mong muốn được áp dụng. Dây được làm nóng làm mềm polysulfone được gia cố bằng sợi đã hợp nhất và tạo thành khớp. Trong một cách tiếp cận khác, màn hình thép không gỉ 80 lưới được sử dụng làm lò sưởi điện trở để ảnh hưởng đến một liên kết dưới áp suất khoảng 70 MPa.

Liên kết khuếch tán cũng đã được sử dụng thành công để nối B-Al với các hợp kim Al khác. Ngoài ra cánh quạt động cơ tua-bin của Ti-6A1-4V đã được làm cứng cục bộ bằng liên kết khuếch tán với lớp phủ hỗn hợp Ti-6A1-4V-50B. Các ứng dụng trong tương lai của liên kết khuếch tán bao gồm các giới hạn tổng hợp (đầy, gỗ, tế bào, và kim loại và / hoặc gốm) và các cấu trúc lai.

Hàn gốm đang trở thành một lĩnh vực hấp dẫn vì nó có tiềm năng lớn để sử dụng trong tương lai. Ngoài phương pháp nén đẳng hướng để tạo thành gốm, hàn ma sát cũng đã được sử dụng thành công để tham gia kim loại và gốm sứ.