該解決方案由Institut de Soudure Group 與阿科瑪共同開發(fā)，他們?yōu)榇颂峁┝烁髯栽诤附蛹夹g(shù)和高性能聚合物方面的專業(yè)知識(shí)。

 

    熱塑性復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的應(yīng)用是未來幾年的一大挑戰(zhàn)，需要使用能展示良好力學(xué)性能與成本效益的焊接技術(shù)。

 

    這項(xiàng)創(chuàng)新在于設(shè)計(jì)并建立一種擁有極高性能的工藝，允許焊接任何纖維增強(qiáng)的熱塑性基體材料。

 

    這種創(chuàng)新的焊接解決方案主要用于碳纖維增強(qiáng)的高性能熱塑性塑料（如PEKK）的高質(zhì)量連接，但也適用于其他基體材料（從PA到PAEK）和纖維（如玻璃纖維和芳綸纖維等）。

 

    該創(chuàng)新的焊接解決方案可實(shí)現(xiàn)的焊接接頭系數(shù)（與原材料相比）約為85%，操作完成后焊縫上無任何異物。

 

    該解決方案是基于對(duì)一個(gè)接收器的使用。該接收器與焊頭中的感應(yīng)線圈以及未增強(qiáng)的或低纖維含量的純熱塑性基體的界面層相連并隨其移動(dòng)，可根據(jù)應(yīng)用而訂制。焊頭在基材壓力下產(chǎn)生冷卻，以確保焊縫被壓實(shí)。

 

    航空與復(fù)合材料主管Jérôme Raynal解釋說：“我們用激光高溫計(jì)測(cè)量溫度，它實(shí)際上是從側(cè)面測(cè)量接收器的邊緣, 這樣我們就能知道界面的溫度。我們還有一個(gè)在焊接表面加壓吹氣的冷卻裝置來確保溫度低于結(jié)晶溫度，因此，一旦釋放壓力，就不會(huì)有壓實(shí)松動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。”

 

    這種帶有移動(dòng)接收器的創(chuàng)新焊頭非常緊湊，允許得到精確而復(fù)雜的應(yīng)用。該創(chuàng)新的焊接解決方案采用的焊頭被安裝在一臺(tái)六軸機(jī)械手臂上，操作完全自動(dòng)化。其主要優(yōu)勢(shì)是：

 

  ? 高性能焊接（最小焊接接頭系數(shù)為85%）；

  ? 減少了后處理（無需粘合劑或膠帶以及化學(xué)品）；

  ? 減輕了重量；

  ? 在焊接接頭處無支撐物；

  ? 動(dòng)態(tài)和全自動(dòng)化/監(jiān)控解決方案；

  ? 生態(tài)影響：使用可回收材料，且由于局部加熱，因而能耗低；

  ? 適用于任何熱塑性基體材料和任何纖維。

    Institut de Soudure Group開發(fā)復(fù)合材料焊接技術(shù)已有10多年，如電阻焊、共固焊和感應(yīng)焊等幾種技術(shù)。

 

    針對(duì)與Stelia Aerospace 合作開發(fā)的ARCHES BOX TP示范項(xiàng)目（已在2017巴黎航空展上亮相），該集團(tuán)負(fù)責(zé)采用動(dòng)態(tài)感應(yīng)焊接工藝，對(duì)蒙皮上的縱梁進(jìn)行焊接。該項(xiàng)目是航空結(jié)構(gòu)件感應(yīng)焊接技術(shù)發(fā)展的開端。

 

    基于這一發(fā)展，Institut de Soudure Group與熱塑性材料供應(yīng)商阿科瑪開發(fā)了這項(xiàng)新技術(shù)，目的是改善傳統(tǒng)感應(yīng)焊的弱點(diǎn)：從2019年起，與Stelia Aerospace 和Latecoere等主要航空公司合作的一些研究項(xiàng)目已經(jīng)啟動(dòng)，以評(píng)估所開發(fā)的解決方案；從2020起，主要目標(biāo)是提高技術(shù)成熟度，參與特定的航空項(xiàng)目，以獲得資格認(rèn)證。