Name: Tek Bindirme Kesme Testi aracılığıyla Kaynaklı Eklemler Mekanik Karakterizasyonu için termoplastik kompozit Kuponlar Ultrasonik Kaynak (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-11T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 40 s
Description: Öğrenin, termoplastik kompozit kuponları ultrasonik kaynak yöntemiyle birleştirmeyi ve optimum kaynak parametrelerini hızlıca tanımlamayı. Bu teknik, tutarlı kaynak kalitesi sağlayarak mekanik testler için güvenilir eklem mukavemeti sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yazarlar, bu yazıda açıklanan çalışmaya ücretsiz malzeme temini şeklinde Ten Cate Advanced Materials'ın desteğini kabul etmek ister.

1. Numune Ultrasonik Kaynak Kesme ve Hazırlama <ol><li> Örneklerde (örneğin, elmas testere veya su püskürtmeli kesme) kenarlarının tabakalarının ayrılmasını engelleyen bir kesme tekniği kullanılarak daha büyük bir termoplastik kompozit laminatından 25.4 mm x 101.6 mm olan dikdörtgen numune kesin. Not: Numunelerin boyutları ASTM D 1002 standardı dayanmaktadır. <ol><li> Kaynak bağlantılarının gücü yüzeylerinde elyaf oryantasyonu bağlı olduğu aynı yönde tüm örnekleri kesmek için özen, 10 kaynak yapılacak. </li></ol></li><li> Durumda, üreticinin tavsiye ettiği gibi, bir fırın içinde, kuru numuneler kesilmesinden sonra termoplastik reçine nem emme eğilimi (örneğin, altı tabakası karbon fiber 135 ° C &#39;de 6 saat CF / PEI numuneler polietermidin güçlendirilmiş). </li><li> Yaklaşık 2 (boyutu (kompozit matris olarak aynı reçine) düzgün termoplastik filmden yapılmış yassı enerji yönetmenleri Cuten az 0.25 mm kalınlığında 6 mm x 26 mm). Gerekirse, üreticinin tavsiyelerine aşağıdaki enerji direktörü kurutun (örneğin, PEI enerji müdürü 135 ° C&#39;de 1 saat). </li><li> Kaynak öncesinde, numuneler- delamine köşeler için teker teker incelemek ve gerekirse atın. Bir yağ sökücü ve bir pamuklu bir bez kullanarak temizleyin. aynı prosedür takip düz enerji yöneticileri temizleyin. </li></ol> Tek Bindirme Kesme Kuponlar 2. Ultrasonik Kaynak Not: Sabit genlikte kaynak ultrasonik kaynak mümkün kontrollü mikro işlemci, bu aşamada kullanılır. Bu harcanan güç ve bir bilgisayar veri toplama yazılımı Sonotrode zamana göre değiştirmesi gibi kaynak çıkışları işlem verileri. Tasarlanmış ve doğru konumlandırmak ve ultrasonik kaynak sırasında tek tur kesme örnekleri kelepçe imal bir özel yapılmış jig bu adımda kullanılan (Şekil 1). Şekil 1. Ultrasonik kaynakçı ve bu çalışmada kullanılan özel olarak oluşturulmuş bir kaynak kurulumu 1:. Sonotrode, 2: sürgülü platformu, 3: (2 ekli) üst numune için kelepçe ve 4: alt numune için kelepçe (referans yayımlanmaktadır Elsevier izni ile 4). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53592/53592fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <ol><li> Her kaynak deneyden önce bir seyir defteri sayfasını doldurun. <ol><li> RT ve nem, kaynak kurulum referansı, sonotrode türü, örnek numarasını ve malzemeleri, genişlik ve üst ve alt numunelerin kalınlığı ve enerji yönetmeni kalınlığı: aşağıdaki parametrelerin dikkate alın. </li></ol></li><li> ultrasonik kaynakçı ve bilgisayarı açın. veri toplama yazılımını başlatın ve yeni bir oturum açın. </li><li> değil zaten yerinde ise, SONOT değiştirmekalt yüzeyi tamamen kaynak alanı kaplayacak şekilde 40 mm bir çapı olan silindirik bir Sonotrode indi. Not: Sonotrode farklı bir şekli kullanılabilir, ancak, alt yüzeyi kaynak alanında daha küçük olmamalıdır. </li><li> Pozisyon ve kaynak jig içine örnekleri ve enerji direktörü sabitleşmek (Şekil 1). <ol><li> bu alanda kaynak yapılacak biraz daha büyük bir alana (12.7 mm x 25.4 mm) kapsayacak şekilde yapışkan bant ile alt numune düz bir enerji yönetmen takın. </li><li> jig içine alt örnek yerleştirin ve üst vidayı sıkarak kelepçe. </li><li> bu işlem sırasında yerde kalır, böylece kurulum tabanına enerji yönetmenin diğer ucunu bantlayın. </li><li> , Kelepçe içine üst örnek yerleştirin hizalayın ve üst vidayı sıkın. </li><li> sürgülü platformda üst numune için kelepçeyi yerleştirin ve her iki vidayı sıkın. </li><li> Daha fazla ilerlemeden önce, m kez tüm dört vidayı sıkıncevher. </li></ol></li><li> adım 2.5.8 2.5.1 de tarif edildiği gibi, yüksek kaynak dayanıklılığını elde etmek için Sonotrode yer değiştirmesi göre vibrasyon fazının optimum süre belirler. Not: Titreşim fazının optimum süresi kaynak kuvveti ve titreşim genliği, her bir istenen kombinasyon için saptanır. <ol><li> deplasman kontrol modunu diferansiyel ultrasonik kaynakçı olarak ayarlayın. </li><li> Giriş (örneğin, 300 N ve 86.2 mm) ultrasonik kaynakçı içine kuvvet ve titreşim genliği kaynak. Not: Bu ultrasonik kaynakçı için, 86.2 mikron tepe-tepe titreşim genliği karşılık gelir. makine ayarları, bu devre, bu değerin, 43.1 um olarak ifade edilir. </li><li> Giriş (örneğin, 0.25 mm) enerji yönetmenin ilk kalınlığına eşit bir değer olarak titreşim fazının sonunda sonotrode deplasman veya yolculuk. </li><li> Girdi katılaşma kuvvet ve zaman ultrasonik kaynakçı içine (örneğin, 1000N ve 4.000 msn). </li><li> Hazır olduğunuzda, ses geçirmez kulaklık koymak ve ultrasonik kaynak işlemini başlatın. </li><li> Kaynak mesafe, maksimum güç, titreşim zaman ve enerji: işleminin tamamlanmasından sonra, aşağıdaki çıkış parametreleri not alın. Kaynak kurulumdan kupon çıkarın ve her ikisi de bir boya işareti ile biter onun kimlik numarasını yazın. </li><li> Bir e-tabloya kaynak verilerini (güç ve Sonotrode yer değiştirmesi) İhracat ve sürecin titreşim aşamasında zaman eğrileri karşı güç ve deplasman arsa. Not: yer değiştirme eğrisi vibrasyon fazın başlangıcında pozisyonuna sonotrode nisbetle aşağı doğru yer değiştirmesine çizmek gerekir. </li><li> (Bu durumda, 0.10 mm) Şekil 2&#39;de görüldüğü gibi güç plato (evre 4) ortasında yer değiştirmesini belirleyin. Not: Bu özel değiştirme değeri titreşim faz ve irade süresini kontrol eden optimum seyahat olduğunuAynı kaynak kuvveti ve genlik için sonraki her kaynakta kullanılacak. </li></ol></li></ol><img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/53592/53592fig2.jpg" /> Şekil 2. Güç (siyah) ve optimum seyahat değerini gösteren ultrasonik kaynak işlemi için deplasman (gri) eğrileri. Ultrasonik kaynak titreşim aşaması 5 aşamada ayrılabilir. Optimum değer aşaması 4. Çalışma durumda içinde yer almaktadır: karbon fiber polieterimid -PEI yüzeyler, 0.25 mm kalınlığında düz PEI enerji müdürü, 300 N kaynak gücü, 86.2 mikron titreşim genliği, 0,25 mm seyahat güçlendirilmiş. (Elsevier izni ile referans 4 yayımlanmaktadır.) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53592/53592fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <ol start="6"><li> Verilen kaynak kuvveti ve genlik combinatio için optimum seyahat değerde kaynak kuponn. <ol><li> Yineleyin her kaynak için 2.5.6 için 2.1 adımları tekrarlayın. Adım 2.5.3, karşılık gelen kaynak kuvveti ve genlik kombinasyonu için adım 2.5.8 belirlenen optimum yolculuğunu kullanabilir. Not: Tüm LSS testleri 1.3 mm / dakika kroshed hızında bir üniversal test makinesi üzerinde ASTM D 1002, aşağıdaki gerçekleştirilmektedir. </li></ol></li></ol> Kaynaklı Kupon 3. Tek Bindirme Kesme Mukavemeti (LSS) Test <ol><li> Tedbir ve her kaynaklı kupon için üst üste genişliği dikkat ediniz. </li><li> üniversal test makinesi açın ve bilgisayara LSS için test prosedürü açın. </li><li> Test arayüzde, örnek numarasını ve örtüşme boyutları girin. 0 kuvvet ve (örneğin, 60 mm) başlangıç ​​konumuna tutma-sap ayırma ayarlayın. </li><li> Şekil 3 de görüldüğü gibi test makinesinin kulpları numune yerleştirin. </li></ol><img alt="Şekil 3," src = &quot;/ files / ftp_upload / 53592 / 53592fig3.jpg&quot; /&gt; Zwick / Roell 250 kN üniversal test makinesi (ölçeksiz) &#39;de sıkma Şekil 3. şematik görünümü. Üst ve alt çene arasındaki ofset deplasman tur kesme sırasında eğilme en aza indirmek için merkez kaynak hattı ile yük yönünü hizalayarak veriyor dayanım testi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53592/53592fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <ol start="5"><li> &quot;Başlat&quot; butonuna tıklayarak bilgisayardan test prosedürü başlatın. </li><li> Örnek molasından sonra, kulpları çıkarın ve bant ile birlikte iki parçayı sabitleyin. </li><li> Tekrarlayın 3.3 Diğer tüm numuneler için 3.6 için yineleyin. </li><li> Testler tamamlandığında, her kaynak gücü ve genlik birleşimi için, standart açıklanan prosedüre göre, bir elektronik tabloya veri ihracat ve ortalama LSS değerini hesaplamak. </li></ol>

<ol><li>Yousefpour, A., Hojjati, M., Immarigeon, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fusion+bonding%2Fwelding+of+thermoplastic+composites%5BTitle%5D)+AND+%22J+Thermoplast+Compos%22%5BJournal%5D)">Fusion bonding/welding of thermoplastic composites.</a> J Thermoplast Compos. 17, 303-341 (2004).</li>
<li>Villegas, I. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+monitoring+of+ultrasonic+welding+of+thermoplastic+composites+through+power+and+displacement+data%5BTitle%5D)+AND+%22J+Thermoplast+Compos%22%5BJournal%5D)">In situ monitoring of ultrasonic welding of thermoplastic composites through power and displacement data.</a> J Thermoplast Compos. 28 (1), 66-85 (2015).</li>
<li>Benatar, A., Gutowski, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasonic+welding+of+PEEK+Graphite+APC-2+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Polym+Eng+Sci%22%5BJournal%5D)">Ultrasonic welding of PEEK Graphite APC-2 composites.</a> Polym Eng Sci. 29 (23), 1705-1721 (1989).</li>
<li>Villegas, I. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strength+development+versus+process+data+in+ultrasonic+welding+of+thermoplastic+composites+with+flat+energy+directors+and+its+application+to+the+definition+of+optimum+processing+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22Compos+Part+A-Appl+S%22%5BJournal%5D)">Strength development versus process data in ultrasonic welding of thermoplastic composites with flat energy directors and its application to the definition of optimum processing parameters.</a> Compos Part A-Appl S. 65, 27-37 (2014).</li>
<li>Lu, H. M., Benatar, A., He, F. G. Sequential ultrasonic welding of PEEK/graphite composite plates. Proceedings of the ANTEC'91 Conference. , 2523-2526 (1991).</li>
<li>Potente, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasonic+welding+-+principles+%26+theory%5BTitle%5D)+AND+%22Mater+Design%22%5BJournal%5D)">Ultrasonic welding - principles & theory.</a> Mater Design. 5, 228-234 (1984).</li>
<li>Stavrov, D., Bersee, H. E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resistance+welding+of+thermoplastic+composites+-+an+overview%5BTitle%5D)+AND+%22Compos+Part+A-Appl+S%22%5BJournal%5D)">Resistance welding of thermoplastic composites - an overview.</a> Compos Part A-Appl S. 36, 39-54 (2005).</li>
<li>Villegas, I. F., Valle-Grande, B., Bersee, H. E. N., Benedictus, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparative+evaluation+between+flat+and+traditional+energy+directors+for+ultrasonic+welding+of+CF%2FPPS+thermoplastic+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Compos+Interface%22%5BJournal%5D)">A comparative evaluation between flat and traditional energy directors for ultrasonic welding of CF/PPS thermoplastic composites.</a> Compos Interface. , (2015).</li>
<li>Levy, A., Le Corre, S., Villegas, I. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modelling+the+heating+phenomena+in+ultrasonic+welding+of+thermoplastic+composites+with+flat+energy+directors%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Process+Tech%22%5BJournal%5D)">Modelling the heating phenomena in ultrasonic welding of thermoplastic composites with flat energy directors.</a> J Mater Process Tech. , 1361-1371 (2014).</li>
<li>Shi, H., Villegas, I. F., Bersee, H. E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strength+and+failure+modes+in+resistance+welded+thermoplastic+composite+joints%3A+effect+of+fibre-matrix+adhesion+and+fibre+orientation%5BTitle%5D)+AND+%22Compos+Part+A-Appl+S%22%5BJournal%5D)">Strength and failure modes in resistance welded thermoplastic composite joints: effect of fibre-matrix adhesion and fibre orientation.</a> Compos Part A-Appl S. 55, 1-10 (2013).</li>
<li>Villegas, I. F., Bersee, H. E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasonic+welding+of+advanced+thermoplastic+composites.+An+investigation+on+energy-directing+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Polym+Tech%22%5BJournal%5D)">Ultrasonic welding of advanced thermoplastic composites. An investigation on energy-directing surfaces.</a> Adv Polym Tech. 29 (2), 113-121 (2010).</li>
<li>Harras, B. K., Cole, C., Vu-Khanh, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+the+ultrasonic+welding+of+PEEK-carbon+composites%5BTitle%5D)+AND+%22J+Reinf+Plast+Comp%22%5BJournal%5D)">Optimization of the ultrasonic welding of PEEK-carbon composites.</a> J Reinf Plast Comp. 15 (2), 174-182 (1996).</li>
</ol>

Yazarlar, rekabet eden herhangi bir mali çıkarları olmadığını beyan ederler.

Bir önceki bölümde sunulan sonuçlar, mekanik test amaçlı termoplastik kompozit tek tur kupon ultrasonik kaynak bu çalışmada önerilen basit yöntemin uygunluğunu göstermektedir. Aşağıdaki paragraflar sonuçları yöntemin üç ana ayağı doğrulamak nasıl tartışmak, yani düz gevşek enerji yönetim, süreç geribildirim kullanım kullanımı, optimum titreşim ve yer değiştirme kontrolü kullanım süresini yanı sıra uygulanabilirliğini ve sınırlarını tanımlamak için teknik. İlk ayağı ile ilgili olarak...

Termoplastik kompozit (TCK) kendi maliyet-etkin üretim katkıda kaynak yapılacak yeteneği var. Kaynak yumuşatmak veya birleştirme yüzeylerinin termoplastik reçine eritmek ve yakın temas ve kaynak arayüzü üzerinden termoplastik polimer zincirleri sonraki arası difüzyon için izin vermek için basınç altında yerel ısıtma gerektirir. Moleküler arası difüzyon sağlandıktan sonra, basınç altında soğuma kaynaklı eklem birleştirir. Çeşitli kaynak teknikleri Grup 1 Bununla birlikte, temel &quot;yapışma&quot; mekanizması, örneğin, Molecular dolanması kaynağı esas olarak farklı termoplastik kompozit uygulanabilir, değişmeden kalır. Ultrasonik kaynak (birkaç saniye sırasına göre) çok kısa kaynak süreleri, kolay otomasyon sunar ve termoplastik kompozit yüzeylerde de takviye Çeşidi neredeyse bağımsızdır. Ayrıca, yerinde 2,3 izleme olanağını sunar </sup&gt;, Çizgi kalite güvencesi için ya da işleme pencerelerin 4 hızlı tanımlanması için kullanılabilir. Termoplastik kompozitlerin Ultrasonik kaynak çoğunlukla nokta kaynak işlemi, ardışık ultrasonik kaynak ile daha uzun dikiş ancak başarılı kaynak literatürde 5 bildirilmiştir olduğunu. direnç veya endüksiyon kaynak aksine, ultrasonik kaynak endüstriyel şimdiye kadar termoplastik kompozit parçalar arasındaki yapısal derzler için uygulanmamıştır. Bununla birlikte, önemli çaba şu anda uçak uygulamaları için termoplastik kompozitlerin yapısal ultrasonik kaynak gelişimini ilerletmek için tahsis ediliyor. ultrasonik kaynak olarak, birleştirilecek parça, enine yüzey ve viskoelastik ısıtılarak ısı oluşumuna yol açar kaynak arabirim, statik kuvvet ve yüksek frekanslı düşük amplitüdlü Titreşimlerin bir kombinasyonuna tabi tutulmuştur. kaynak arayüzünde Tercihli ısıtma terfiyüzeylerde reçine uzantıların kullanımı yoluyla alt tabakalar 6 daha yüksek siklik suşu maruz kalır ve böylece daha yüksek bir viskoelastik Isıtma olan bağlı olmasıdır. parçaları basına ve piezo elektrik dönüştürücü ve güçlendirici oluşan bir ultrasonik tren bağlı bir Sonotrode ile kaynak yapılacak üzerine kuvvet ve titreşim sarf edilmektedir. Sonotrode temas bölümü birleştirilecek nokta ve kaynak arayüzü arasındaki mesafeye bağlı olarak, bir ayrım yakın alan ve uzak alan ultrasonik kaynak arasında yapılabilir. Yakın alan kaynak (Sonotrode ve kaynak arayüzü arasında en az 6 mm) ses dalgalarını 6 yürütmek malzemenin yeteneği son derece bağımlı belirli bir termoplastik malzeme uzak alan kaynak uygulanabilirliği iken malzemelerin daha geniş uygulanabilir olduğunu . Ultrasonik kaynak işlemi üç ana evreye ayrılabilir. Birincisi, bir kuvvet birikmesi aşaması, hangi sonotro sırasındade yavaş yavaş belli bir tetik kuvveti ulaşana kadar parçalar üzerinde kuvvet kaynak yapılacak artırır. Hiçbir titreşim bu aşamada uygulanır. İkinci olarak, tetikleme kuvveti ulaşıldığında başlayan bir titreşim aşaması. Bu aşamada sonotrode kaynak işlemi için gerekli olan ısı üreten, belirli bir zaman miktarı için öngörülen genlik titreşir. Mikroişlemci kontrollü ultrasonik kaynakçılar titreşim fazının süresini, aralarında zaman (yani, direkt kontrol), deplasman ya da enerji (dolaylı kontrol) kontrol etmek için birçok seçenek sunmaktadır. Bu faz esnasında uygulanan kuvvet, kuvvet kaynağı, sürekli ve tetikleme kuvvetine eşit tutulabilir, yani ya da yavaş yavaş titreşim uygulaması sırasında değiştirilebilir. Üçüncü olarak, kaynaklı parçaların izin sırasında bir katılaşma fazı, zaman belirli bir miktar için belirli bir katılaşma kuvveti altında soğumasını. Hiçbir titreşim bu son aşamasında uygulanır. kaynak foRCE, titreşim genliği, titreşim frekansı ve titreşim fazı süresinin (ya doğrudan ya da dolaylı olarak enerji veya yer değiştirme ile kontrol edilen) ısı üretimi kontrol kaynak parametreleri vardır. sıklığı her ultrasonik kaynakçı için sabit iken Kuvvet, genlik ve süresi, kullanıcı tanımlı parametrelerdir. Katılaşma kuvvet ve katılaşma süresi, aynı zamanda parametreleri kaynak, parametrelerin kalanı, kaynaklı birleştirmelerin nihai kalitesi ile birlikte, ısıtma sürecine müdahale ancak konsolidasyon etkiler ve yok. Bu yazıda D 1002 standardına (Test ve Malzeme American Society) ASTM aşağıdaki sonraki mekanik, tek tur kesme (LSS), test için tek bir tur yapılandırmada bireysel TCK kupon yakın alan ultrasonik kaynak için yeni bir basit bir yöntem sunar. Kaynaklı kupon mekanik test özelliklerinin çoğu iletişimi biridir eklemlerin görünür tur kesme mukavemeti, belirleyici sağlarSadece termoplastik kompozit kaynaklı eklem 7 gücünü ölçmek için kullanılır. Bu yazıda anlatılan kaynak yöntemi üç ana bölümden oluşmaktadır. Birincisi, gevşek düz enerji direktörleri kaynak işlemi sırasında katılmadan arayüzü 8,9 tercihli ısı üretimi için kullanılmaktadır. İkinci olarak, ultrasonik kaynak makinası tarafından sunulan işlem verileri hızlı bir şekilde belirli bir kuvvet / genlik kombinasyon 2,4 titreşim aşamasında optimum süresinin belirlenmesi için kullanılır. Üçüncüsü, titreşim fazının süresi dolaylı Kaynak bağlantılarının 4 tutarlı kalitesini sağlamak amacıyla Sonotrode yerinden aracılığıyla kontrol edilir. Bu kaynak yöntemi termoplastik kompozitler için state-of-the-art kaynak prosedürlerine ile ilgili olarak aşağıdaki ana yenilikleri ve avantajları sunar: (a) basitleştirilmiş numune yerine geleneksel kalıp enerji yönetim 3 gevşek düz enerji yönetim kullanımı ile etkin hazırlanması ve (b) hızlı ve cortak deneme yanılma yaklaşımları aksine in-situ süreç izleme dayalı işlem parametrelerinin ost verimli tanım. Bu yazıda anlatılan yöntem çok özel ve basit kaynak geometri elde yönelikse rağmen fiili parçaların kaynak için bir prosedür tanımlamak için bir temel olarak hizmet verebilir. Tek tur kuponlar örtüşme dört kenarlarında sınırsız akışına karşı bu durumda bir temel fark, enerji müdürü kısıtlı akış kaynaklanır.

<table><tbody><tr><td>< güçlü > Malzeme / Reaktif< / güçlü ></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Cetex karbon fiber / polieterimid (CF / PEI) 5 kablo demeti saten prepreg</td><td>TenCate Gelişmiş Kompozitler (www.tencate.com)</td><td>Satıcıyla iletişime geçin</td><td>Bu çalışmada numuneler için kullanılan malzeme.</td></tr><tr><td>PFQD solvent yağ çözücü</td><td>PT Technologies Europe (şimdi Socomore - www.socomore.com)</td><td>Numuneleri ve enerji yöneticilerini temizlemek için satıcıyla iletişime geçin Solvent yağ çözücü.</td><td></td></tr><tr><td>Pamuklu bezler</td><td></td><td></td><td>Genel temizlik amaçları için. Belirli bir satıcı kullanılmadı.</td></tr><tr><td>0,25 mm PEI film</td><td>TenCate Gelişmiş Kompozitler (www.tencate.com)</td><td>Satıcıyla iletişime geçin</td><td>Enerji yönlendiricisi olarak kullanılan ince film.</td></tr><tr><td>Yapışkan bant</td><td>Airtech Gelişmiş Malzemeler Grubu (www.airtechintl.com)</td><td>1" x 72 yds MFG # 327402 Katalog numarası için satıcıyla iletişime geçin</td><td>Ultrasonik kaynak için enerji direktörünü alt numuneye takmak için kullanılır.</td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>Katalog Numarası</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>V&ouml; tsch fırın</td><td>V&ouml; tsch Industrietechnik (www.voetsch-ovens.com)</td><td>VTU 60/60 - Belirli katalog numarası için satıcıyla iletişime geçin</td><td>Kaynak yapmadan önce PEI filmi (enerji yöneticileri) ve PEI numunelerini kurutmak için kullanılan fırın.</td></tr><tr><td>Rinco Dynamic 3000 ultrasonik kaynak makinesi</td><td>Aeson BV (www.aeson.nl/en/)</td><td></td><td>Kaynak deneyleri için kullanılan 20 kHz ultrasonik kaynak makinesi ile iletişime geçin. Çeşitli sonotrot boyutları mevcuttur. Ayrıntılar için satıcıyla iletişime geçin. ACUCapture yazılımı dahildir.</td></tr><tr><td>Zwick/Roell üniversal test cihazı</td><td>Zwick (www.zwick.com)</td><td>Z250 - Belirli katalog numarası için satıcıyla iletişime geçin</td><td>Tek bindirmeli kesme dayanımı ölçümleri için kullanılan maksimum 250 kN yüke sahip üniversal test cihazı.</td></tr></tbody></table>

tek bindirme kesme testi aracılığıyla kaynaklı eklemler mekanik karakterizasyonu için termoplastik kompozit kuponlar ultrasonik kaynak

Ultrasonic Welding of Thermoplastic Composite Coupons for Mechanical Characterization of Welded Joints through Single Lap Shear Testing

Bu makale, optimum işleme koşullarında termoplastik-kompozit kuponların ultrasonik kaynağı için yeni ve basit bir yöntem sunmaktadır. Bu yazıda açıklanan ultrasonik kaynak işlemi üç ana sütuna dayanmaktadır. İlk olarak, kaynak işlemi sırasında birleştirme arayüzünde tercihli ısı üretimi için düz enerji yöneticileri kullanılır. Düz enerji yöneticisi, kaynak işleminden önce birleştirilecek parçalar arasına yerleştirilen ve kompozit alt tabakalara göre daha düşük basınç sertliği nedeniyle tercihen ısınan düzgün bir termoplastik reçine filmidir. Sonuç olarak, düz enerji yöneticileri, takviyesiz plastiklerin ultrasonik kaynağının aksine, kompozit alt tabakaların yüzeylerindeki reçine çıkıntılarının kalıplanmasını gerektirmeyen basit bir çözüm sunar. İkinci olarak, ultrasonik kaynak makinesi tarafından sağlanan proses verileri, herhangi bir termoplastik kompozit malzeme kombinasyonu için optimum kaynak parametrelerini hızlı bir şekilde tanımlamak için kullanılır. Üçüncüsü, kaynaklı bağlantıların tutarlı kalitesini sağlamak için kaynak işleminde yer değiştirme kontrolü kullanılır. Bu yönteme göre, termoplastik-kompozit düz kuponlar, tek bir tur konfigürasyonunda ayrı ayrı kaynaklanır. Kaynaklı kuponların mekanik testi, termoplastik kompozit kaynaklı bağlantıların mukavemetini ölçmek için en yaygın olarak kullanılan özelliklerden biri olan bağlantıların görünür bindirme kesme mukavemetinin belirlenmesine izin verir.

Karbon fiber takviyeli polieterimid (CF / AST) örnekleri bu yazıda anlatılan yöntemi izlenerek kaynaklı bulundu. Numuneler (0/90) 3S istifleme dizisi ve 1.92 mm anma kalınlığa sahip, saten kumaş CF / PEI beş koşum yapılmış kompozit laminat elde edilmiştir. liflerinin ana belirgin yönü en uzun kenarına paralel olduğu şekilde numuneler bu laminattan kesilmiştir. 0.25 mm kalınlığında düz PEI enerji yöneticileri kullanıldı. İmalatçının işaret ettiği gibi Kompozit örnekler ve enerj...

Temel mekanik testler için termoplastik kompozit kuponların ultrasonik kaynağı için basit bir prosedür açıklanmıştır. Bu ultrasonik kaynak işleminin temel özellikleri, basitleştirilmiş işlem hazırlığı için düz enerji yöneticilerinin kullanılması ve optimum işleme koşullarının hızlı bir şekilde tanımlanması için işlem verilerinin kullanılmasıdır.

Tek Bindirme Kesme Testi aracılığıyla Kaynaklı Eklemler Mekanik Karakterizasyonu için termoplastik kompozit Kuponlar Ultrasonik Kaynak

This paper presents a novel straightforward method for ultrasonic welding of thermoplastic-composite coupons in optimum processing conditions. The ...

Bu prosedürün genel amacı; basitleştirilmiş enerji yönlendiricileri, hızlıca belirlenmiş optimal kaynak parametreleri ve tutarlı kaynak kalitesi için yer değiştirme kontrolü kullanarak temel mekanik testlere yönelik termoplastik kompozit eklemler üretmektir. Bu yöntem, kaynaklı bir eklemden ve plastik bir kompozitten beklenebilecek dayanımın ne olduğu gibi, kompozitlerin birleştirilmesi alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olur. Bu tekniğin temel avantajı, optimum kaynak parametrelerinin hızlıca tanımlanmasının ardından tutarlı ve yüksek kaliteli kaynaklı kuponlar üretmesidir.Bu prosedür için, sabit genlikte çalışabilen mikroişlemci kontrollü bir ultrasonik kaynak makinesi hazırlayın. Kaynak makinesi; harcanan güç ve sonotrod yer değiştirmesinin zamana karşı değişimi gibi işlem verilerini bir bilgisayara aktarabilmelidir. Bu gösterimde, tek bindirme kayma numunelerini doğru şekilde konumlandırmak ve sabitlemek için tasarlanmış özel yapım bir aparat kullanılmaktadır.Ultrasonik kaynak makinesini açın ve bilgisayara giriş yapın. Her deneyden önce şu parametreleri kaydedin: oda sıcaklığı ve nemi, kaynak düzeneği referansı, sonotrod tipi, numune numarası ve malzemesi, üst ve alt numunelerin genişliği ve kalınlığı ve enerji yönlendiricinin kalınlığı. Veri toplama yazılımını başlatın ve yeni bir oturum açın.Bu gösterimde 40 milimetre çapında silindirik bir sonotrod kullanılmaktadır. Sonraki adımlar numunelerin ve enerji yönlendiricinin eklenmesidir. Öncelikle numuneleri ve enerji yönlendiriciyi temizleyin.Ardından, düz enerji yönlendiriciyi alt numuneye bantlayın. Bu parça, kaynak yapılacak alandan biraz daha geniş bir alanı kaplamalıdır. Sonrasında, alt numuneyi fikstüre yerleştirin ve hizalayın.Ardından, üst vidayı sıkarak sabitleyin. Sonrasında, enerji yönlendiricinin diğer ucunu bant kullanarak düzeneğin tabanına sabitleyin. Daha sonra, üst örneği klembe yerleştirin ve hizalayın.Şimdi, üst vidayı sıkın. Ardından, üst numune için kullanılan kelepçeyi kayar platforma yerleştirin ve her iki vidayı da sıkın. Kaynak işlemine geçmeden önce, dört vidanın tamamını bir kez daha sıkın.En yüksek kaynak mukavemetini elde etmek için, sonotrodun yer değiştirmesine bağlı olarak titreşim fazının optimum süresini belirlemeniz gerekir. Bu süre, her kaynak kuvveti ve titreşim genliği kombinasyonu için ayrı ayrı belirlenmelidir. Ultrasonik kaynak makinesinin kontrol modunu diferansiyel yer değiştirme olarak ayarlayarak başlayın.Ardından, kaynak kuvvetini ve titreşim genliğini girin. Lütfen bu makinenin ayarlarında, genliğin tepeden tepeye genlik değerinin yarısı olarak ifade edildiğini unutmayın. Şimdi, titreşim aşamasının sonundaki sonotrodun yer değiştirmesini veya hareketini girin.Enerji yönlendiricinin başlangıç kalınlığına eşit bir değer kullanın; bu örnekte bu değer 0,25 mm'dir. Ardından, katılaşma kuvvetini ve katılaşma süresini girin. Bu örnekte, bu değerler 1.000 Newton ve 4.000 milisaniyedir.Bu ayarlar girildikten sonra sistem ultrasonik kaynak yapmaya hazırdır. Koruyucu gözlük ve ses geçirmez kulaklık takın ve işlemi başlatın. Bir kaynak işlemi tamamlandıktan sonra şu çıktı parametrelerini not edin: titreşim enerjisi, maksimum güç ve kaynak mesafesi.Ardından, kuponu kaynak düzeneğinden çıkarın ve bir boya markörü kullanarak her iki ucuna bir tanımlama numarası yazın. Şimdi, kaynak verilerini bir hesap tablosuna aktarın ve işlemin titreşim aşaması boyunca gücü ve yer değiştirmeyi zamana karşı grafiğe dökün. Bu eğrinin, sonotrodun titreşim aşamasının başlangıcındaki konumuna göre aşağı doğru yer değiştirmesini gösterdiğini lütfen unutmayın.Eğrilerden, güç platosunun ortasındaki yer değiştirmeyi belirleyin. Bu yer değiştirme değeri, yüksek mukavemetli kaynaklar için titreşim fazının süresini kontrol eden optimum ilerlemedir. Aynı kaynak kuvveti ve genlik için sonraki her kaynak işleminde bu optimum ilerleme değerini kullanın.Tüm kaynak işlemleri tamamlandıktan sonra, ASTM D1002 Test Standardı veya benzer bir standart izlenerek bir üniversal test cihazı yardımıyla tek bindirmeli kayma dayanımları test edilmelidir. Nominal kalınlığı 1,92 mm olan karbon fiber takviyeli polieterimidden yapılmış kompozit numuneler, açıklanan yöntem kullanılarak kaynaklanmıştır. 0,25 mm kalınlığında düz polieterimid enerji yönlendiriciler kullanılmıştır.300 Newton kaynak kuvveti ve 86.2 mikron tepeden tepeye genlik için optimum ilerleme değeri, enerji yönlendiricinin başlangıç kalınlığının %40'ı olarak hesaplanmıştır. Hesaplanan optimum ilerlemeyi doğrulamak için, numuneler farklı ilerleme değerlerinde kaynaklanmış ve ardından test edilmiştir. Her bir değer için beş adet kaynak yapılmıştır.Görünür bindirme kayma mukavemeti, enerji yönlendiricinin başlangıç kalınlığının %40'ında zirveye ulaşmıştır ki bu değer, gerçekten de hesaplanan optimum ilerleme değeridir. Test edilen numunelerin kırılma yüzeyleri, tamamen kaynaklanmış bölgeler göstermiştir; bu durum, düz enerji yönlendiricinin hedeflenen kaynak alanını kaynaklama yeteneğini kanıtlamaktadır. Son olarak, yer değiştirme kontrollü kaynaklama, mukavemet değerlerindeki düşük dağılımın da gösterdiği üzere, oldukça tutarlı bir kaynak kalitesi ile sonuçlanmıştır.Farklı yol değerleri için titreşim sürelerinin önemli ölçüde örtüşmesi ve dolayısıyla farklı dayanım seviyelerinin ortaya çıkması nedeniyle, zaman kontrollü kaynaklama gibi farklı bir stratejinin yüksek dağılıma yol açacağı öngörülmektedir. Bu videoyu izledikten sonra, termoplastik kompozitlerde optimum kalitede ultrasonik kaynaklı eklemlerin nasıl yapılacağını öğrenmiş olmalısınız. Bu yöntem, basitleştirilmiş enerji yönlendiricileri ve basitleştirilmiş işlem parametresi tanımları ile temel mekanik testler için tasarlanmıştır.Bir kez uzmanlaşıldığında, uygun şekilde yürütülürse optimum kaynak parametrelerinin belirlenmesi ve bir grup numunenin kaynağı iki saatten kısa sürede tamamlanabilir. Bu prosedürün ardından, kaynak hattı kalınlığı veya ısıdan etkilenen bölgelerin genişliği gibi ek soruları yanıtlamak için kesit mikroskopisi gibi diğer yöntemler uygulanabilir.

ultrasonic-welding-thermoplastic-composite-coupons-for-mechanical

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Ultrasonik aşınma ve sürtünme azalmasının doğrusal hız, temas basıncı ve yüzey özelliklerine bağımlılığını araştırmak için piezoelektrik destekli bir tribometre ve optik profilometre kullanmak için bir protokol sunuyoruz.

Ultrasonik Yağlama üzerinde deneyler bir piezoelektrik destekli tribometre ve Optik profilometre kullanma

Bir deneysel yöntem geometrik parametreler ve önerilen tek yönlü sentetik ve doğal kumaşlar esneklik kılcal açıklayan belirgin ilerleyen temas açılarını ölçmek için. Bu parametreler sıvı kompozit kalıpları (LCM) uygulamalar için dikkate alınması gereken kılcal basınçlar belirlenmesi için zorunludur.

Tek yönlü Kumaşlar Testleri esneklik: Kılcal Parametrelerinin Ölçümleri Sıvı Kompozit Kalıp Süreçlerinde Kılcal Basınç değerlendirin

Ultrasonik yorgunluk Aksiyel gerginlik-sıkıştırma yükleme modunda yüksek ve ultra yüksek döngüsü bölgedeki test için bir protokol.

Ultrasonik yorgunluk gerginlik-sıkıştırma modunda test

Bileşik laminat imal etmek vakum çanta iş konsolidasyon baskı uygulamak için yeni bir yöntem açıklanır. Bu iletişim kuralının amacı laminat ıslak iş vakum çanta yöntemi tarafından fabrikasyon kalitesini artırmak için bir basit, uygun maliyetli teknik geliştirmektir.

Mıknatıs kompozit üretim destekli: Vakum çanta/Lay-yukarıya oluşum yüksek konsolidasyon basıncı elde etmek için esnek yeni bir teknik

Burada, çift fazlı 780 çelik üzerinde bir sürtünme karıştırma noktası kaynak (FSSW) protokolü salıyoruz. Yüksek hızlı dönüşlü bir takım pimi, malzemeyi yumuşatmak için sürtünmeden ısı üretir ve ardından, pim tur eklemini oluşturmak için 2 sayfalık eklemlere daldırır.

DP780 Çelikte Sürtünme Ile Tur Mafsalları Üretmek Spot Kaynak

Çalışmanın amacı, yüksek mukavemetli Aramid veya ultra yüksek-molar-kütle polietilen bazlı esnek tek yönlü kompozit laminat malzemelerin doğru mekanik testleri için tutarlı numuneler hazırlamak için protokoller geliştirmektir ve Bu malzemeler üzerinde yapay yaşlanma gerçekleştirmek için protokoller.

Esnek tek yönlü kompozit laminatlar kesme prosedürleri, çekme testi ve yaşlanma

Dijital görüntü korelasyonmakoskopik çatlakları tespit etmek ve kaynaklı numunelerde çatlak yayılmasını izlemek için bir rezonans test makinesi üzerinde yorulma testlerinde kullanılır. Numune yüzeyindeki çatlaklar artmış suşlar olarak görünür hale gelir.

Dijital Görüntü Korelasyonkullanılarak Kaynaklı Örneklerin Rezonans Yorulma Testinde Çatlak İzleme

Bu çalışmada, yapışkan eklem değerlendirme testi sırasında çatlak yayılımını ve mekanik davranışı izlemek için mekanoluminesan (ML) görselleştirmenin kullanımını açıklayan bir protokol sunulmuştur.

Eklem Değerlendirmesi için Çatlak Yayılımının Mekanoluminesan Görselleştirilmesi

Bu makale, ıslak el yatırma/vakum torbası yöntemi kullanılarak elde edilen elyaf takviyeli polimer matrisli kompozit laminatlar için bir üretim sürecini açıklamaktadır.

Farklı İmalat İşlemleri ile Elde Edilen Cam Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Laminatların Mekanik Özelliklerinin Ölçülmesi

Kaynak dikişlerinin neredeyse gerçek zamanlı metrolojisini elde etmek ve elde edilen geometriyi sonlu elemanlar analizi için otomatik olarak hazırlamak için bir süreç açıklanmaktadır.

Kaynak Boncuklarının Sonlu Elemanlar Analizi için Otomatik Lazer Tabanlı Geometri Yakalama

Öğrenin, termoplastik kompozit kuponları ultrasonik kaynak yöntemiyle birleştirmeyi ve optimum kaynak parametrelerini hızlıca tanımlamayı. Bu teknik, tutarlı kaynak kalitesi sağlayarak mekanik testler için güvenilir eklem mukavemeti sunar.

Tek Bindirme Kesme Testi aracılığıyla Kaynaklı Eklemler Mekanik Karakterizasyonu için termoplastik kompozit Kuponlar Ultrasonik Kaynak (Video) | JoVE Journal

Tek Bindirme Kesme Testi aracılığıyla Kaynaklı Eklemler Mekanik Karakterizasyonu için termoplastik kompozit Kuponlar Ultrasonik Kaynak

Daha fazla video keşfet