Termoplastik uglerodli tolali kompozitlar uchun induksion payvandlash texnologiyasi hali ham dastlabki bosqichda.
Global iqtisodiy tanazzul, xalqaro vaziyatdagi mumkin bo'lgan sezilarli o'zgarishlar va past darajadagi uglerod tolasiga bo'lgan talabning to'yinganligi bilan birgalikda global uglerod tolasi bozorining qisqarishini belgilaydi. Biroq, bu yakuniy natija emas. O'rta va yuqori darajadagi uglerod tolalarining ishlashi aerokosmik, tibbiyot va avtomobilsozlik kabi sohalar uchun muhim bo'lib qolmoqda. Bundan tashqari, atrof-muhit nuqtai nazaridan, termoplastik uglerod tolali kompozitsiyalarni qo'llash istiqbollari juda istiqbolli. Termoplastik uglerod tolasi bir necha marta o'zgartirilishi mumkin va uni qayta ishlash aqlli ravishda boshqarilishi mumkin. Kelajakda samolyotlar va kosmik kemalar uchun sanoat komponentlari, ehtimol, undan asosiy material sifatida foydalanadi.
Termoplastik uglerod tolasi komponentlaridan yaxshiroq ishlashga erishish uchun, buyurtma asosida ishlab chiqarishdan tashqari, ular payvandlash kabi shakllanishdan keyingi ishlov berish xususiyatlariga ham ega bo'lishi kerak. Ushbu maqola termoplastik uglerod tolali sanoat komponentlarini payvandlash bilan bog'liq bilimlarni taqdim etadi, ayniqsa induksion payvandlashga e'tibor beradi.
Termoplastik karbonli tolali kompozitlar uchun beshta payvandlash usuli bilan tanishish
Termoset kompozitsiyalaridan farqli o'laroq, termoplastik kompozitlar qolipdan keyin ham erishi mumkin. Termoplastik uglerod tolasi qismlarini ulanishi payvandlash jarayoni sifatida qaralishi mumkin bo'lgan ikkilamchi eritish va bosimni qo'llash orqali amalga oshirilishi mumkin. Hozirgi vaqtda termoplastik uglerod tolali kompozitlar uchun keng tarqalgan ishlatiladigan payvandlash usullari issiq gaz, qarshilik, ultratovush, indüksiyon va lazerli payvandlashni o'z ichiga oladi. Har bir payvandlash usuli o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega va usulni tanlash turli stsenariylar va talablarga asoslangan bo'lishi kerak.
1.Issiq gaz bilan payvandlash:
Tavsif: Issiq gaz bilan payvandlashda termoplastik materiallarni birikma joyida eritish va eritish uchun issiq gaz oqimi (odatda azot) ishlatiladi.
Jarayon: Materiallar yuzasi issiq gaz bilan isitiladi va ularni bir-biriga ulash uchun bosim o'tkaziladi.
Afzalliklar: Harorat va bosim ustidan aniq nazorat mavjud bo'lib, u turli termoplastik kompozitlar uchun mos keladi.
Mulohazalar: Haddan tashqari qizib ketish va uglerod tolasiga zarar yetkazmaslik uchun ehtiyot bo'lish kerak.
2. Qarshilik payvandlash:
Tavsif: Qarshilik payvandlash elektr tokini materiallar orqali o'tkazishni o'z ichiga oladi, qo'shilish joyida issiqlik hosil qiladi.
Jarayon: Ikki komponent bir-biriga bosiladi va oqim bo'g'in orqali oqadi, bu esa mahalliy isitishni keltirib chiqaradi.
Afzalliklar: Jarayon tez, katta tuzilmalar uchun mos va avtomatlashtirilishi mumkin.
Mulohazalar: Materiallar etarli darajada o'tkazuvchanlikka ega bo'lishi kerak va mahalliy darajada qizib ketish xavfi mavjud.
3.Ultratovushli payvandlash:
Tavsif: Ultrasonik payvandlash qo'shilish joyida issiqlik hosil qilish uchun yuqori chastotali tebranishlardan foydalanadi va shu bilan termoplastik materiallarni eritadi va eritadi.
Jarayon: Ultrasonik tebranishlar interfeysga qo'llaniladi, bu esa mahalliy isitish va bog'lanishni keltirib chiqaradi.
Afzalliklar: Qayta ishlash tezligi tez, bu kichik va murakkab qismlarga mos keladi, atrofdagi hududlarga minimal termal ta'sir ko'rsatadi.
Mulohazalar: To'g'ri chastota va amplituda sozlamalari juda muhim va bu usul barcha termoplastik kompozitlar uchun mos kelmasligi mumkin.
4. Induksion payvandlash:
Tavsif: Induksion payvandlash termoplastik materiallarni qo'shilish joyida isitish uchun elektromagnit induksiyadan foydalanadi.
Jarayon: Induksion lasan materiallar ichida issiqlikni keltirib chiqaradi va payvandlash uchun mahalliy eritish zonasini yaratadi.
Afzalliklar: Isitish ustidan aniq nazorat mavjud bo'lib, u atrofdagi hududlarga minimal ta'sir ko'rsatadigan katta tuzilmalarga mos keladi.
Mulohazalar: Materiallar etarli darajada o'tkazuvchanlikka ega bo'lishi kerak va bu usul hamma uchun qo'llanilmaydi.
5.Lazerli payvandlash:
Tavsif: Lazerli payvandlashda materiallarni qo'shilish joyida isitish va eritish uchun yuqori darajada yo'naltirilgan lazer nurlari qo'llaniladi, ular soviganida bog'lanish hosil qiladi.
Jarayon: Lazer nurlari termoplastik materialni tez isitib, interfeysga yo'naltiriladi. Keyin komponentlar bir-biriga bosilib, qotib qolganda payvand hosil qiladi.
Afzalliklar: Lazerli payvandlash yuqori aniqlik va termal kirish ustidan nazoratni, nisbatan tez payvandlash tezligini ta'minlaydi va ommaviy ishlab chiqarish uchun mos keladi. U minimal issiqlik ta'sir qiladigan zonalarni yaratadi, moddiy xususiyatlarni saqlaydi va ifloslanish xavfini kamaytiradi.
Mulohazalar: Lazerli payvandlash vaqtida shikastlanmaslik uchun uglerod tolasini haddan tashqari qizib ketishdan himoya qilish uchun ehtiyot bo'lish kerak.
Termoplastik uglerod tolasi uchun etuk induksion payvandlash texnologiyasi aerokosmik sanoatga foyda keltiradi
Induksion payvandlash texnologiyasi, ayniqsa, uglerod tolasi bilan mustahkamlangan termoplastik kompozit tuzilmalarni birlashtirish uchun javob beradi. Uglerod tolasi o'tkazuvchan bo'lgani uchun va o'zgaruvchan magnit maydon ta'sirida girdab oqimlarini hosil qilishi mumkinligi sababli, uglerod tolasi bilan mustahkamlangan termoplastik kompozitlarni payvandlashda qo'shimcha induksion materiallarni kiritishning hojati yo'q.
Aerokosmik termoplastik kompozitlarni ishlab chiqarish texnologiyasi etuklashgani va ishlab chiqarish xarajatlari kamayishi bilan ularning aerokosmik ishlab chiqarishda qo'llanilishi sezilarli darajada oshadi. Bundan tashqari, aerokosmik komponentlarning murakkab tuzilishi ulanish texnologiyalari orqali oddiy qismlarni bir butunga yig'ishni talab qiladi. Shu sababli, aerokosmik termoplastik kompozitlar uchun payvandlash texnologiyalarini ishlab chiqish, shu jumladan induksion payvandlash, ilg'or samolyot ishlab chiqarish tadqiqotlarida favqulodda ehtiyojga aylandi va bu kelajakda uzoq muddatli vazifa bo'lib qoladi.
Hozirgi vaqtda termoplastik uglerod tolasi uchun induksion payvandlash texnologiyasi past etuklik va u hali muhandislik prototipi va amaliy mahsulotni qo'llash bosqichlariga kirmaganligi kabi muammolarga duch kelmoqda. Biroq, fuqarolik samolyotlari uchun termoplastik kompozitlarni induksion payvandlash bo'yicha tadqiqotlar hali ham chet elda dastlabki bosqichda, turli xil asosiy texnologiyalar yutuqlarni kutmoqda. Mamlakatlar o'rtasidagi texnologik tafovut unchalik aniq emas. Shu sababli, Xitoy xorijiy ilg'or materiallar va samolyotlar uchun ishlab chiqarish texnologiyalari bilan bo'shliqni qisqartirish uchun ushbu sohada ishlab chiqish va qo'llash bo'yicha sa'y-harakatlarni tezlashtirishi kerak. Faqat asosiy texnologiyalarni chinakam o'zlashtirib, biz mahalliy aerokosmik sanoatiga foyda keltira olamiz.
Xitoyda termoplastik CF/PPS kompozitlarini induksion payvandlash bo'yicha tadqiqot jarayoni
Ba'zi tadqiqot guruhlari nuqtali payvandlash usulidan foydalangan holda payvandlash quvvati va vaqtining kesishish kuchiga (LSS) ta'sirini o'rgandilar. Shuningdek, ular CF/PPS termoplastik kompozitlarini induksion payvandlash uchun turli implantatsiyalangan qatlamlarning texnik-iqtisodiy imkoniyatlarini o'rgandilar. Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, ortiqcha payvandlash kuchi yoki uzoq vaqt payvandlash vaqti namunalarning haddan tashqari qizib ketishiga olib kelishi mumkin, natijada qatronlar matritsasining o'zaro bog'lanishi, oksidlanishi va degradatsiyasi kabi kimyoviy reaktsiyalar paydo bo'ladi, bu esa payvandlangan bo'g'inlarning mexanik xususiyatlarini sezilarli darajada kamaytiradi va hatto Kompozitlarning ichki xususiyatlari.
1. CF/PPS kompozitlarini induksion payvandlash uchun maksimal vaqt ma'lumotlari
Tajriba natijalari shuni ko'rsatadiki, nisbiy quvvat 400 dan 800 gacha bo'lganida, oraliq qatlam haroratning eng yuqori ko'tarilish tezligini namoyish etadi. Nisbiy quvvat ortishi bilan haroratning ko'tarilish tezligi tezroq bo'ladi va chekish vaqti oldinroq sodir bo'ladi. Payvandlash vaqti ma'lum bir qiymatdan oshib ketganda, panellarning o'rtasida muqarrar ravishda chekish paydo bo'ladi. Chekishning paydo bo'lishi, birinchi navbatda, qatronning degradatsiyasi yoki qoldiq kichik molekulalarning uchuvchanligi bilan bog'liq bo'lib, ikkalasi ham payvandlash sifatiga va ikkita panel orasidagi bog'lanish ishiga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Shuning uchun bu vaziyatdan qochish kerak.
2. Payvandlash kuchi va vaqtining kesish kuchiga ta'siri (LSS)
Induksion payvandlash ikkita CF / PPS kompozit materiallarida spotli payvandlash usuli yordamida amalga oshirildi, keyin isitishdan keyin rulolar bilan bosim o'tkazildi. Olingan aylana kesish kuchi (LSS) sinovdan o'tkazildi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, induksion payvandlash jarayonida payvandlash vaqti nisbatan qisqa bo'lganligi sababli, qatronning chiqishi qattiq emas, payvand chokining ma'lum miqdorda qatronni ushlab turishiga imkon beradi. 500 nisbiy quvvatda kesish kuchi (LSS) qiymati 65 soniya isitish vaqtida maksimal darajaga etadi, bu isitish vaqtining juda qisqa yoki juda uzoq bo'lmasligi kerakligini ko'rsatadi.
3. Implant qatlamining kesish kuchiga ta'siri (LSS)
Kompozitlar bilan bir xil xususiyatlarga ega (bir xil xom ashyo, mato shakli, tolalar hajmi va boshqalar) CF/PPS prepreg bilan birga ikkita CF/PPS kompozit materiallaridan foydalanib, nuqta payvandlash uchun implant qatlami ishlatilgan. Natijalar shuni ko'rsatadiki, implant qatlamining qo'shilishi odatda kesish kuchining (LSS) pasayishiga olib keldi, bu issiqlik hosil bo'lishi va o'tkazuvchanligini cheklovchi implant qatlami bilan bog'liq bo'lishi mumkin; Biroq, maksimal LSS hali ham 24,8 MPa ga yetdi.
