что такое композитный шов

Изготовление деталей из МКМ проводится по двум схемам. При первой схеме совмещается изготовление КМ и формирование детали. При второй схеме вначале с помощью прокатки, прессования, диффузионной сварки и т.д. получают полуфабрикаты (листы, профили, трубы и т.п.), из которых изготовляются детали. Например, подобным образом изготовляют детали из МКМ, армированных непрерывными волокнами (из бор-алюминия и углеалюминия с матрицей из алюминиевого сплава или беззольного клея). Волокна могут собираться в жгуты, составляющие основу, которые переплетаются поперечными жгутами из того же или другого материала (проволока и др.). Матрица наносится пропиткой, плазменным напылением и другими способами. Полученные монослойные полуфабрикаты соединяются в блоки различными способами, в том числе и сваркой.

При производстве теплообменников широко используется слоистая композиция из слоев высокотеплопроводного алюминия и низкотеплопроводного многокомпонентного сплава оксидов свинца, бора цинка и т.д., являющихся соединительной, силовой и теплоизолирующей компонентой. В результате теплопроводность вдоль алюминиевых слоев сохранена, а в ортогональном направлении уменьшена в десятки раз.

Для сварки композитных материалов применяются лучевые способы (электронно-лучевая и лазерная сварка) и дуговая сварка плавящимся и неплавящимся электродом в среде аргона или гелия. Основные трудности сварки этих материалов связаны с различными теплофизическими свой ствами наполнителя и матрицы. При воз действии источника тепла в большинстве случаев в первую очередь плавится металл матрицы, как имеющий более низкую температуру плавления. Наполнитель может расплавиться частично.

При лучевых способах сварки в верхней части шва армирующий материал полностью расплавляется. Значительные изменения свойств композита происходят при дуговой сварке в зоне термического влияния. Изменения в шве и зоне термического влияния неблагоприятно сказываются на свойствах сварного соединения.

При сварке плавлением требуется расплавляемый элемент (присадочная вставка), а в некоторых случаях и присадочная проволока, материалом которых заполняются зазоры стыка. Расплавляемый элемент может быть прямоугольной, тавровой или двутавровой формы.

Формы расплавляющихся присадочных вставок.

При электронно-лучевой и лазерной сварке малая протяженность зоны термического влияния позволяет получать сварные соединения с более высокими свойствами, чем при дуговой сварке.

Пористые материалы на металлической основе

Продажа электродов в Кривом Роге

Предприятие ООО Ганза предлагает сварочные электроды собственного производства для сварки углеродистых, низколегированных и высоколегированных сталей, а также электроды для получения специальных слоев на рабочих поверхностях изделий и стальную сварочную проволоку для сварки и наплавки. Предприятие ООО Ганза производит следующие следующие виды сварочных электродов в Кривом Роге ::

Источник

МЕХАНИЧЕСКАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯ, МЯГКАЯ ПРОСЛОЙКА. КОМПОЗИТНЫЕ ШВЫ

Существует много стандартных методов определения механических свойств металлов. Это испытания на растя­жение, испытания гладких образцов на статический изгиб

Рис. 3.36. Пример образца для испытаний на статическое растяжение при нормальной или пониженной температуре

и надрезанных образцов на ударный изгиб, определение твердости металла, испытание на длительную прочность и др. Большая часть этих испытаний может быть приме­нена для оценки механических свойств металла шва, тер­мического влияния зоны или даже сварного соединения (табл. 3.9).

В испытаниях на статическое растяжение (рис. 3.36) определяют предел текучести от, предел прочности Об,

Механические свойства наплавленного металла и стыковых сварных соединений

Механические свойства металла шва или наплавленного металла при применении электродов диаметром более 2,5 мм

Механическке свойств сварного соединения при применения элек­тродов диаметром 2,6 мм и менее

временное сопротивле­ние разрыву а. МПа

относи­тельное удляве­нке в„ %

временное сопротивле­ние рвчрыву а МПа

угол загиба а, град

относительное удлинение после разрыва б, на образцах, рабочая длина которых 10 в пять раз больше диаметра dл, относительное сужение после разрыва |з. Образцы изго­товляют из металла шва, участков зоны термического влияния или наплавленного металла. Отбор образцов ведут либо непосредственно из конструкции, либо из специально сваренных соединений. Такие образцы исполь­зуются для испытаний при нормальной и пониженной температурах.

Для определения сопротивляемости металла разруше­нию при ударных нагрузках в присутствии концентратора проводят испытания на ударный изгиб надрезанных об­разцов (рис. 3.37). Определяют так называемую ударную вязкость а„ металла шва, зоны термического влияния в различных участках и наплавленного металла. Надрез располагают в том месте, где необходимо определить дан­ные свойства. Используют надрезы различной остроты. Чем острее надрез, тем меньше работа, затрачиваемая на

изгиб до появления трещины, и тем больше работа, идущая на распространение трещины по образцу:

где W — работа, идущая на ударный излом образца; А — площадь поперечного сечения в зоне надреза.

Рис. 3.37. Образцы для испытаний на ударный изгиб:

а — тупой надрез: б — острый надрез

Сварное стыковое соединение в поперечном сечении имеет несколько участков, которые могут существенно различаться между собой по механическим свойствам 2 (рис. 3.38). Это сам шов /;

rV-rr^ п—’— |,ия 2, материал которой

Рнс. 3.38. Стыковое сварное соеди­нение

у ряда сталей претерпе­вает структурные прев­ращения и может иметь повышенную твердость и прочность зона высокого отпуска 3, в которой у терми­чески обработанных сталей прочность и твердость пони­жены в результате сварочного нагрева. Далее следует зона 4, нагревающаяся до более низких температур, ма­териал которой по-разному изменяет свои свойства в за­висимости от марки стали или сплава.

Случай неоднородности имеет место при стыковой сварке наклепанных сталей и сплавов, аустеннтных сталей или алюминиевых сплавов, которые упрочнены холодной прокаткой. Нагрев до высоких температур снимает на­клеп, достигнутый при холодной прокатке металла На рнс. 3.39 показано распределение твердости в сварном
соединении из сплава АМгб. Твердость шва зоны терми­ческого влияния близка к твердости отожженного ме­талла. Предел прочности и предел текучести оказываются заметно ниже, чем у основного металла, а пластичность повышается.

Основної> ногартованный металл

trrt ГН j і: 11 і 1ТІГЦТІ1.1 і I

4Сварной шов Рис. 3.39. Распределение твердости по Виккерсу сварного шва из спла­ва АМгб (s=2,8 мм)

іо 12 /♦ їв їв 20 гг 26 і, нм

основной металл, так­же содержат мягкую прослойку. Прочность таких соединений зави­сит не только от прочно­сти металла мягкой зо­ны, но и от ее относи­тельного размера his, где h — ширина прослойки, s — толщина металла.

Другим типичным примером образования механической неоднородности и прослоек является сварка термически обработанных сталей. Будем для простоты рассматривать

Рис. 3.40. Твердые и мягкие прослойки в сварных соединения»

—і і &—!—2 в упругом состоянии.

При дальнейшем повы­шении нагрузки и де­формации коэффициент поперечной деформации ц у прослойки будет выше, чем у соседнего металла. По мере раз­вития пластической де­формации в прослойке у р 0,5, в то время как

Рис. 3.41. Зависимость яя, if и Л от в упругих частях р=0,3.

относительной толщины прослойки Из-за неодинаковой по­

В этом заключается причина повышения несущей спо­собности (эффект контактного упрочнения). Повышение разрушающей силы не может происходить беспредельно, так как соседние с мягкой прослойкой и более прочные участки также при определенных условиях начнут пла­стически деформироваться Чем прочнее соседние зоны, тем больше эффект контактного упрочнения. Твердые прослойки, находящиеся рядом с мягкими, усиливают этот эффект.

Мягкие прослойки могут образовываться не только в зонах термического влияния. При сварке толстостенных изделий мягкие прослойки образуются в толще самих швов. Толщина, направление и расположение указанных
прослоек могут регулироваться технологическими при­емами.

Наличие мягких прослоек в шве может повысить его несущую способность за счет образования в них пласти­ческих деформаций и перераспределения поля напряжений.

Освещение вопроса о мягких прослойках получено в научно-педагогической школе проф. О. А. Бакши Челя­бинского политехнического института (ЧПИ) и исполь­зуется при разработке технологических процессов сварки.

Одним из видов неоднородности механических свойств металла является анизотропия, которая выражается в различии свойств металла при нагружении его в разных направлениях. Различными могут быть пластичность, удар­ная вязкость, коэффициент поперечной деформации, модуль упругости и другие свойства. Анизотропия металла воз­никает чаще всего во время прокатки. Прочность, пла­стичность, ударная вязкость, как правило, выше у образ­цов, вырезанных вдоль проката. Во время разрушения трещина, пересекая волокна, встречает большее сопротив­ление, чем двигаясь вдать волокон. Особенно низкими бывают прочность и пластичность металла по толщине листа. При наличии расслоений в металле пластичность отдельных образцов в этом направлении близка к нулю.

Во время термической резки или сварки, если усадка металла происходит в направлении толщины листа, в зоне расслоений появляются трещины. Передача растягиваю­щих усилий в направлении толщины может предусматри­ваться при проектировании сварных конструкций лишь в тех случаях, когда есть полная уверенность, что исполь­зуемый металл не склонен к образованию расслоений, а механические свойства в направлении толщины соответ­ствуют уровню, предусмотренному техническими требо­ваниями.

Анизотропия может выражаться в различном сопро­тивлении металла пластической деформации, различном упрочнении и, как следствие, в различных коэффициентах поперечной деформации.

В стыковых соединениях при пайке также реализуется эффект контактного упрочнения. Концентрация касатель­ных напряжений создает объемное напряженное состояние. При достаточной пластичности припоя это приводит к повышению прочности соединения и может рассматри­ваться как патожительный эффект.

Свойства сварных соединений зависят от металла шва и свойств различных зон термического влияния. Для по­давляющего большинства сталей удается получить такой химический состав металла шва и его структуру, которые обеспечивают прочность и пластичность металла шва во многих случаях выше тех же характеристик основного металла. Как правило, этого удается достигнуть непо­средственно после сварки, а иногда — после термической обработки сварных конструкций. Свойства зоны терми­ческого влияния в основном зависят от реакции основного металла на термический цикл сварки.

Отрицательное влияние термического цикла на зону термического влияния может проявляться в росте зерна вблизи линии сплавления, понижении пластичности ме­талла в зоне, испытавшей перекристаллизацию, понижении прочности в зоне высокого отпуска, если основной металл перед сваркой находился в термически обработанном состоя­нии. Степень указанных воздействий может меняться в зависимости от термического цикла сварки, химического состава стали и ее термической обработки до сварки.

Получить равнопрочные сварные соединения из алю­миниевых, магниевых и титановых сплавов сложнее, чем из сталей. Во многих случаях соединения из этих сплавов оказываются неравнопрочными с основным металлом.

Для сплавов невысокой прочности, а также для спла­вов, находящихся в ненаклепаином состоянии, предел прочности сварных соединений приближается к пределу прочности основного металла.

В алюминиевых сплавах, которые в исходном состоянии термически упрочнены, соединения после сварки сущест­венно уступают по прочности основному металлу. Терми­ческой обработкой и старением удается заметно повысить прочность сварных соединений и приблизиться к уровню прочности основного металла.

Большинство алюминиевых сплавов хорошо сварива­ются контактной сваркой. Современное оборудование и технология обеспечивают соединение деталей из алюминие­вых сплавов малой и средней толщины. Прочность на отрыв

Рис. 3.42. Разрушающие усилия Р на срез (а) и на отрыв (б) для сварных то­чечных соединений в зависимости от толщины металла s:

1 — АМц: 2 — АМгЗ; 3 — АМг5; * — АМгб;

из-за высокой концентрации напряжений заметно ниже прочности на срезе (рис. 3.42).

Сварные конструкции. Расчет и проектирование

Проектирование и монтаж дымоходов

Корректность проектирования и монтажа дымохода влияет на безопасность использования отопительной системы. Узнать подробности этого процесса вы можете на сайте http://dymari.kiev.ua/. Требования к проектированию дымоходов Основной критерий к установке дымохода – …

Производитель металлоапластиковых конструкций

ХОЛОДНЫЕ ТРЕЩИНЫ

Наиболее часто холодные трещины возникают в ле­гированных сталях в тех случаях, когда металл под дей­ствием термического цикла сварки претерпевает закалку. В этих случаях холодные трещины при сварке появляются в результате …

Продажа шагающий экскаватор 20/90

Цена договорная
Используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и
цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и др.) открытым способом. Их назначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. Экскаваторы способны
перемещать горную массу на большие расстояния. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или
сплошное рыхление взрыванием.
Вместимость ковша, м3 20
Длина стрелы, м 90
Угол наклона стрелы, град 32
Концевая нагрузка (max.) тс 63
Продолжительность рабочего цикла (грунт первой категории), с 60
Высота выгрузки, м 38,5
Глубина копания, м 42,5
Радиус выгрузки, м 83
Просвет под задней частью платформы, м 1,61
Диаметр опорной базы, м 14,5
Удельное давление на грунт при работе и передвижении, МПа 0,105/0,24
Размеры башмака (длина и ширина), м 13 х 2,5
Рабочая масса, т 1690
Мощность механизма подъема, кВт 2х1120
Мощность механизма поворота, кВт 4х250
Мощность механизма тяги, кВт 2х1120
Мощность механизма хода, кВт 2х400
Мощность сетевого двигателя, кВ 2х1600
Напряжение питающей сети, кВ 6
Более детальную информацию можете получить по телефону (063)0416788

Источник

Соединительный элемент для композита и стальной конструкции

Традиционно судостроительная отрасль сфокусирована на стали. Тем не менее наблюдается тенденция по замене стали легковесными материалами с целью увеличения грузовой нагрузки и уменьшения потребления топлива. Но здесь существуют особые требования по технологии стыка. Центр морских технологий и SLV Mecklenburg-Vorpommern разработали новое соединение композита/стали для судостроения.

Аэронавтика прокладывает путь

Легковесный дизайн подвижных структур включает в себя многочисленные преимущества: чем меньше будет масса конструкции для ускорения и перевозки, тем меньше будет потребление топлива, меньше транспортные расходы и меньший углеродный выброс. В некоторых случаях целью легковесной конструкции является улучшение эксплуатационных характеристик, таких как повышенная грузоподъёмность или больший диапазон. Кроме того, побочные эффекты снижения веса не являются незначительными. Меньший вес конструкции может привести к меньшим двигателям, что, в свою очередь, может привести к дальнейшему снижению веса. Существуют два различных подхода к снижению веса конструкции. Во-первых, применение принципов легковесного проектирования, таких как использование упрочненных кожей конструкций, и, во-вторых, замена материала, например, замена стали на композиты.

Аэронавигационная отрасль лидирует в сфере замены материалов. Когда в восьмидесятых годах Airbus разработал A320, на алюминиевые сплавы приходилось около 65% веса конструкции, тогда как новый A350 состоит только из 20% алюминиевых сплавов. Доля композитов, напротив, увеличилась с 13% до 53%. Аналогичная тенденция комбинирования различных материалов и более широкого использования армированных волокном полимеров (FRP) также наблюдается в железнодорожной и автомобильной промышленности.

Судостроение

Похоже, что одним из секторов, в котором так активно не учитывается тенденция к легкому проектированию и замене материалов, является гражданское судостроение. С другой стороны, на долю мирового судоходства приходится примерно 4,5% глобальных парниковых газов. По сути, контейнеровозы, танкеры и круизные лайнеры изготовлены из стали, а их конструкция сварена из более мелких стальных элементов.

Этот факт довольно удивителен, так как индустрия строительства лодок и яхт была пионером в применении композитных деталей в промышленно развитом секторе производства. Например, процесс Scrimp (разновидность вакуумной инфузии), разработанный в судостроительной промышленности, используется модифицированным образом для изготовления заднего гермошпангоута Airbus A380.

Можно найти несколько примеров успешного внедрения FRP (стеклопластика), например, шведские корветы класса Visby, показывающие, что возможно и выгодно использовать новые материалы в судостроении.

В настоящее время ветер перемен дует в судостроительной промышленности Европы, где производятся, прежде всего, специальные и круизные суда. Несколько верфей рассматривают возможность внедрения стеклопластика на судах разных типов.

Причинами применения легковесных материалов в судостроении, помимо потребления топлива, являются лучшее соотношение полезной нагрузки к конструктивному весу или уменьшение тяги. Это может открыть новые морские пути или, в случае речных круизных судов, продлить сезон. Дополнительной причиной является повышенная стабильность благодаря более низкому центру тяжести.

Несмотря на преимущества FRP, они не используются широко в судостроительной промышленности по трем причинам:

Суда представляют собой сложные конструкции, которые могут стоить от 400 до 800 миллионов евро, например, в случае круизных судов. Штрафные сборы за неисполнение обязательств являются стандартом в отрасли, что означает, что задержки могут означать миллионные штрафы.

Как правило, производимые подобные судна являются единственными в своем роде, что означает, что любое новшество должно финансироваться судном, на котором оно внедряется.

Правила и нормы являются строгими и консервативными, судна в международных водах должны проектироваться в соответствии с правилом ММО «Безопасность жизни на морях — Солас».

До недавнего времени единственным разрешенным конструкционным материалом из-за правил пожарной безопасности была сталь. Недавние изменения в правилах позволяют использовать стеклопластик при условии, что эквивалентная безопасность доказана.

Примером, демонстрирующим потенциал стеклопластика в судостроительной отрасли, является автомобильный перевозчик Siem Cicero, произведенный хорватской верфью Uljanik. На этом корабле три верхние палубы были заменены на стеклопластиковую конструкцию, что привело к снижению веса на 25% на этом участке.

Технология стыка/соединения

Поэтому, будущее судостроения — это сочетание стали и других материалов, таких как стеклопластик, поскольку нет смысла менять всю стальную конструкцию на стеклопластик. Это связано с техническими и экономическими причинами. Таким образом, технология соединения является ключевым фактором при использовании стеклопластиковых конструкций на верфях. Обычные способы соединения металла и FRP — это склеивание или скрепление болтами. Однако их нельзя применять непосредственно в судостроительной промышленности, где предпочтительным способом соединения является сварка. Типичные допуски в судостроении усложняют создание необходимых отверстий. Кроме того, минимальная толщина в 5 мм, основанная на правилах, усложняет одновременное изготовление отверстий в стали и стеклопластике. Один из аргументов против склеивания заключается в том, что суда, как правило, изготавливаются в неконтролируемой среде, а это означает, что конструкция подвергается изменениям температуры и влажности. Кроме того, склеивание — это трудоемкий и дорогостоящий процесс одобрения в судостроительной промышленности.

Стандартный коннектор для композита и стали

Целью немецкого проекта Fausst (Faser und Stahl Standard Verbindung (Стандартное соединение волокна и стали) стала разработка соединителя в соответствии с потребностями судостроительной промышленности, используя как композит, так и сталь, что соответствует правилам судостроения и не требует дополнительных специализированных этапов производства на верфи. На рисунке 1 показана технология соединения.

Рисунок 1. Соединение FAUSST: в незаламинированном состоянии (слева), схематически (посередине) и в заламинированном состоянии (справа). 1 — стальная структура, 2 — сварной шов, 3 — плоская сталь, 4 — сварной шов, 5 — полотно Fausst, 6 — переход в структуру Fausst, 7 — композитная структура

Доработки и изменения являются стандартными процедурами на верфях: металлические детали обрезаются до конечных размеров или допусков непосредственно на верфи. Сварка — нормальный процесс соединения. В противоположность, в случае деталей из термореактивных композитов, возможны только незначительные изменения.

Однако для обеспечения рентабельности и технологичности соединительный элемент должен уметь справляться с этими стандартными процессами на верфи. Разработанный полуфабрикат отвечает всем требованиям. Fausst состоит из металлического соединительного элемента, например плоского стержня, на который приварен один или несколько гибридных тканей. Эти гибридные ткани интегрированы в производство стеклопластика методом ламинирования и инфузии. После отверждения получается стеклопластиковая деталь со стальным краем. Этот стальной край затем может быть адаптирован к конструкции судна и приварен к нему с использованием обычных технологий судостроения.

Производство полуфабриката

На рисунке 2 показаны различные этапы производства, наблюдаемые при производстве полуфабриката. Первым шагом является создание текстильной части полуфабриката. В сотрудничестве с Fritz Moll Tex¬tilwerke был разработан гибридный трикотажный материал, который с одной стороны изготовлен из 100% стальных волокон, а с другой — из 100% стекловолокон.

Рисунок 2. Этапы производства Fausst.

Каждый слой состоит из пяти различных типов нити, которые удерживаются между собой с помощью прошивной нити. Этими нитями являются три нити по основе и две прошивные — по утку. Нити для укладки и основы находится в направлении ширины текстиля. Каждая прошивная и по основе нить представляют собой одиночную нить, тогда как нить по утку является непрерывной. Следовательно, для ткани длиной приблизительно 150 мм требуется 60 прошивных и 180 нитей по основе и только шесть различных нитей по утку, поскольку они не покрывают всю длину ткани и изготовлены из стальной и стеклянной пряжи. Этот эффект приводит к соединению и перекрытию стальных и стеклянных волокон, что, в свою очередь, приводит к переносу нагрузки из-за трения, а также благодаря взаимодействию в точках пересечения. Производственный процесс осуществляется с помощью вязальной машины с электронным управлением, которая обеспечивает скорость производства до 100 м/ч. В представленном случае использовалась стандартная машина Comez Decortronic 1000EL, которая обычно используется в текстильной промышленности для производства лент. В настоящее время производится плоский текстиль с одной металлической стороной. Однако конструкция является адаптивной и может также изготавливаться с использованием кругловязальной машины.

Следующим этапом является проектирование металлического соединительного элемента. Необходимо учитывать четыре принципа:

Рисунок 3. Примеры геометрии стыка: плоский коннектор различной толщины, материалов и количества слоев Fausst (a и b), профиль «коробочного» типа (с) и круглый профиль с приваренными слоями Fausst (d).

На последнем этапе один или несколько слоев гибридного плетеного материала соединяются с соединительным элементом посредством контактной сварки. Этот процесс позволяет эффективно изготавливать соединители Fausst с несколькими слоями ткани, используя надежный и хорошо известный процесс.

Идея этого проекта заключалась в попытке интегрировать детали, изготовленные специализированными производителями, такие как стеновые панели и каюты, в судно с использованием облегченной конструкции и сварки непосредственно на верфях. В других возможных случаях применения, например, в автомобильной промышленности, металлические детали могут быть первоначально соединены сваркой с гибридным текстилем, а затем может быть произведен композит на следующем этапе. Таким образом, полуфабрикат изготавливается с использованием двух разных стандартных процессов, которые могут быть автоматизированы и пригодны для массового производства.

Применение полуфабрикатов

Полуфабрикат Fausst разработан для таких производственных процессов, как ручная выкладка, формование с переносом смолы (RTM) или вакуумное формование с помощью переноса смолы/инфузии (VARTM), где каждый слой Fausst перекрывается другими слоями стеклопластика для производства непосредственно стеклопластиковой структуры. Затем весь пакет пропитывается смолой. Теоретически, в качестве волокнистого материала можно использовать препрег, если для уменьшения риска пористости также используются клеевая пленка. Затем стеклопластиковая деталь с кромкой Fausst может быть присоединена к стальной детали посредством обычной сварки.

Примеры использования

Как и в аэрокосмической промышленности, одобрение стеклопластиковых конструкций для военных кораблей подчиняется другим правилам, нежели гражданским. Это облегчает применение подобных структур. Например, на верфи Saab Kockums была разработана концепция, согласно которой надстройка фрегатов была заменена сэндвич-конструкцией из стеклопластика. В дополнение к вышеупомянутым преимуществам есть еще преимущество в уменьшенной радиолокационной сигнатуры. Соединение между стальным корпусом и стеклопластиком выполняется с использованием U-профиля, получившаяся суперструктура (стеклопластик-сэндвич) соединяется и затем приваривается к корпусу судна в U-профиле.Такой подход к соединению сравнивается с недавно разработанной системой соединений Fausst. Выбранный соединитель Fausst имеет симметричную двухступенчатую конструкцию с использованием в общей сложности четырех слоев Fausst. В сотрудничестве с Saertex, сэндвич-конструкция была изготовлена с помощью инфузии, рисунок 4.

Рисунок 4. Сравнение между U-профилем и сэндвич-структурой Fausst: U-профиль схематично (слева), FAUSST-FRP схематично (посередине) и фото соединителя Fausst (справа). A — Стальная структура, B — Сварной шов, C — U-профиль, D — Адгезивный стык, E — Композит, 1 — Стальная структура, 2 — Сварной шов, 3 — Плоская сталь, 4 — Сварной шов, 5 — Полотно Fausst, 6 — Переход в структуру Fausst, 7 — Композитная структура

При проведении механических испытаний была задача измерить прочность соединяющего элемента, поэтому центр был заполнен гибридной тканью, который действовал в качестве разделителя.

Рисунок 5 показывает диаграмму смещения нагрузки образца растяжения, а также геометрию образца.

Рисунок 5. Отображение смещения нагрузки и геометрии образца конфигурации Fausst

Из-за геометрии образца невозможно рассчитать прочность, так как поперечное сечение изменяется в сварочном шве. Следовательно, определяется линейная прочность соединения, которая составляет 217 кН/м, имея реальное перекрытие 20 мм. Следует отметить, что ширина сварного шва составляет приблизительно 3 мм. В следующей серии испытаний с использованием биаксиальной ткани между гибридными слоями Fausst были достигнуты предел прочности при растяжении 260 кН/м и предел прочности при сжатии 800 кН/м.

Сравнивая эти значения с адгезивным соединением, достигаются аналогичные значения прочности на разрыв с этим перекрытием для адгезивной системы с прочностью на сдвиг 5 МПа. Это значение соответствует реалистичному значению адгезионного соединения сталь-FRP, если учитывать такие факторы, как старение. Преимущество соединения Fausst по сравнению со склейкой с профилем состоит в том, что используется меньше стали, что приводит к меньшему весу, исключает этап производства (склейка стеклопластика с профилем) и обеспечивает постоянное соединение посредством сварки.

Заключение

Полуфабрикат Fausst устанавливает новую технологию соединения стальных и стеклопластиковых конструкций. Эта технология основана на гибридном текстиле. Растягивающие нагрузки свыше 200 кН/м переносятся 4 слоями сварного текстиля Fausst. Преимущества перед клеевыми или механическими соединениями заключаются в более коротком перекрытии, оптимизированном переносе нагрузки по волокнам и скорости процесса.

Будущая цель команды разработчиков — стандартизация полуфабриката и одобрение в морской отрасли, чтобы дизайнеры могли работать с сертифицированными значениями материалов. Дополнительным преимуществом Fausst является то, что качество полуфабриката контролируется во время производства, а это означает, что во время внедрения необходимо проверять только качество стандартных процессов, таких как ламинирование и сварка.

Первым направлением применения технологии соединения была судостроительная промышленность, однако эта технология соединения также подходит и для других секторов, таких как автомобильная, железнодорожная или строительная промышленность, где необходимо переносить высокие нагрузки, требуются короткие сроки сборки или использование предварительно оборудованных полуфабрикатов.

По вопросам данной технологии просим связываться с нами: +7 (812) 748-23-98.

Статья была опубликована в номере 4 (84) 2019

Источник

• ← что такое гюйс у матроса фото
• что такое массмаркеты расшифровка →

Технические характеристики электродов Технология сварки КМ, армированные нитевидными кристаллами, по своим свойствам находятся между композитами, упрочненными длинными волокнами и порошком. МКМ позволяют получать герметичные и высокопрочные сварные соединения при различных комбинациях сплавов, экономить дефицитные и дорогостоящие металлы, существенно упрощать конструкции ответственных узлов, повышать надежность и долговечность работы изделий. Эти материалы обладают комплексом совершенно новых (по сравнению с металлами и сплавами) характеристик. Использование композиционных материалов позволяет повысить прочность, жесткость, сопротивление ударным нагрузкам, снизить массу конструкций, дает возможность регулировать в широких пределах тепло- и электропроводность, магнитные, ядерные и другие свойства.