اتصال مواد مرکب پایه گرماسخت‌ به روش جوشکاری فراصوتی به کمک لایه واسط هم‌پخت شده

در این مقاله، جوشکاری فراصوتی مواد مرکبِ زمینه پلیمری از نوع گرماسخت تقویت شده با الیاف شیشه به کمک هم‌پخت کردن با یک لایه پلیمر گرمانرم بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند که هم‌پخت کردن باعث ایجاد اتصالی مناسب بین زمینه گرماسخت و لایه گرمانرم در زمان پخت نمونه می‌شود و در نتیجه اتصالی با کیفیت مناسب ایجاد می نماید. ابعاد جوش ایجاد شده در نمونه‌ها، با اختلاف زیادی بزرگ‌تر از ابعاد هورن جوشکاری خواهد بود که این به دلیل حرکت بخش اتصالی گرمانرم به طرفین اتصال در حین جوشکاری است که این مساله به طور کلی استحکام اتصال را تاحدی بالاتر برده است. طراحی آزمایش با سه پارامتر اصلی زمان، نیرو و دامنه انجام و مقادیر بهینه در اتصال پیش‌بینی گردید. نتایج نشان می‌دهند که پارامتر نیرو در این اتصالات پارامتری غیرتاثیرگذار بوده است و در جوش‌هایی با زمان بالاتر، رزین گرماسخت شروع به تخریب گرمایی کرده است. نتایج آزمون‌های استحکامی نشان می‌دهند که مکانیزم شکست در نمونه‌ها غالباً جدایش بین زمینه گرماسخت و الیاف بوده است و می‌توان با به‌کار‌گیری پارامترهای بهینه شده، به استحکام برشی در حدود 28.2 مگاپاسکال دست یافت که در مقایسه با سایر روش‌های اتصال، نتیجه مطلوبی می‌باشد.

Ultrasonic welding of thermoset matrix composites reinforced with glass fibers using a co-cured retaining layer

In this paper, ultrasonic welding of glass fiber reinforced thermoses, cocured whit a thermoplastic has been studied. Cocuring process forms a connection between the thermoset and the thermoplastic while curing the composite. Considering that the calculated stress should not be related to the dimensions of the sample, a horn with a tip dimension smaller than the standard overlap was used. The results show that the actual weld dimensions are bigger than the intended weld dimensions. This has happened due to the movement of the melted thermoplastic to the sideways during the welding. The design of experiment has been done using response surface central composite, and a quadratic equation based on the lap shear strength of the welds containing three principle parameters time, force and amplitude was suggested, as well as predicting the optimum values. The equation shows that the force is an insignificant factor. In the samples with a higher time value the thermosetting resin started to degrade. The dominant failure mode of the specimens is segregation between the thermoset and fibers. The results show that the optimum parameters can result in a lap shear strength of 28.2 MPa, which is a very decent value compared to other methods of joining.