Aderarea Lemnului Cu Sudare Prin Frecare

Download Aderarea Lemnului Cu Sudare Prin Frecare

Post on 12-Jul-2015

70 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Aderarea lemnului cu sudare prin frecare Rezumat. La Catedra de Construcii din lemn din Institutul Federal de Tehnologie din Lausanne Elvetia (EPFL), testele au fost efectuate pentru alturarea pieselor de lemn in lucru cu sudare prin frecare faranici un depozit suplimentar de sudare. Ar putea fi stabilit c acest tip de tehnologie, care este folosit n principal pentru materiale termopla-stice i metal, poate fi aplicat, de asemenea si lemnului. Testele au fost efectuate pentru a determina influena parametrilor de procesare ca presiunea de sudare, frecvena i amplitudinea momentului asupra procesului de sudare i de aportul de energie la interfa. n plus, rezistena legaturii a fost examinata. Dezvoltarea rezistenei la forfecare n timpul solidificrii interfeei, precum i rezistena la forfecare dup realizarea solidificarii complete a interfeei a fost obiectivul examinrii.. n plus, microstructura legaturii sudate a fost studiata pentru a descoperi modul n care forme de lemn descompus termicpot realiza legtura ntre piesele sudate.

1 Introducere Aceasta lucrare, se ocupa cu posibilitatea de a adera buci de lemn fr orice material suplimentar folosind tehnologia de sudare prin frecare. Sutthoff et al. (1996) a fcut primele ncercri de aderare a lemnului printr-un mijloc de presiune i cldur de frecare n Germania. Din anul 2000, IBOIS este cercetarea i de-ministerelor referitoare la aceasta metoda de conectare lemn (Gliniorz iNatterer 2000, Gliniorz et al. 2001). Realizarea de lemnpentru-lemn conexiuni prin intermediul cldur de frecare, fr nici osuplimentare Materialul este un proces inovativ cu potenial ridicat pentrudezvol-tarea. Ori este necesar pentru a finaliza o obligaiune suntmai scurte mult de un minut. Nr pregtirea suprafeelor sudate este obligatoriu doar n absenta rou. Intrarea de schimbri de energie frecare a lemnului n suprafeele fel nct ele sunt "topite" mpreun pentru a forma o singura entitate. componente din lemn, n principal lignina, celuloz i polyoses,sunt polimerice sintetice ca termoplastic sunt. Pariul Diferena-se gndicele dou este c polimeri lemn sunt descompuse termic i schimba prin reacii chimice n timpul procesului de sudare, n timp ce materiale termoplastice rmn aceleai n ceea ce privete lor chimice compoziie. Un dezavantaj al conexiunilor lipite este de lung de timp ne-puin cald pentru vindecarea a adezivilor. n mod normal, lipiteconexiunile necesita mai multe ore de presare. timp scurt desudare n timpul sudarea prin frecare a lemnului ar putea duce la o mai bun eficien cu privire la timpul necesar pentru a fabrica conexiunile.

Fenomenul de topire lemn este nc nou. Nu exist datebibliografice-geografice ar putea fi gsite cu privire la topire delemn coroborat cu tratament termic. Reaciile chimice au loc ca urmare a tratamentului termic sunt ne-cunoscute.Parametrii care influeneaz sunt, pe de o parte, asetrile aparatului cum ar fi presiunea de sudura, frecvena irecunotina Ampli a micrii, i pe de alt parte, parametrii de materialul (specii de lemn, orientarea inelelor anuale, umiditate, densitatea i mrimea). forta de frecare, sudare dis-de plasare perpendicular pe interfaa i progresia temperatura au fost msurate pentru a evalua influena acestor parametri. Rezistena dup o solidificarea complet a stratului deinterfa-financiare a fost evaluat prin teste de tensiune de forfecare. Examene de microstructura s dea o indicaie n care mod adezivi-Sion ntreprile sudate are loc.

2 experimentale

aparat de sudura (de tip Fischer ZMT 2) utilizate pentru experimentare a fost proiectat anterior pentru sudare de materiale termoplastice. parametrii de presiune de sudare, frecvena imagnitudinea-Ampli de micare de frecare, precum i deplasareade sudur poate fi reglat pe aceast main. O micare circular, pe orizontal se aplic (aa cum este descrisde cercuri pe suprafaa de specimen superior n Fig. 1). Acest micare garanteaz o for constant i viteza n timpul ntregul proces de sudare, deoarece direcia de deplasare contrar rmne acelai cu sudarea prin frecare liniar (n timpulliniar sudarea prin frecare viteza i fora sunt oscilant i-chan Gingdirecia i astfel, nu sunt constante). Schimbri brute pot afecta masa topit. sfritul procesului de sudare este stabilit prin realizarea de o cilindree de sudare presetate perpendicular pe interfaa. Pe de o parte aceast deplasare este compus din compresie aspecimenului pe de alt parte, o scurtare apare n urmare a descompunerii termice a materialului la cldur afectat zona.

2.1 Pregtirea i dimensiunea exemplarelor Exemplare pentru testarea forfecare traciune au fost compuse din dou buci de lemn cu dimensiuni de 110 50 10 mm. Dou piese au fost sudate mpreun la o suprafa de 50 50 mm2 dup cum se arat n Fig. 1. n timpul procesului de sudare modelul superior este freca-Bing pe modelul mai mic, care este ataat. Molid (Picea abies) i fag (Fagus sylvatica) au fost utilizate pentru teste. Suprafeele de panouri au fost planificate, pentru a obine proprieti constant de suprafa. Din motive de homo-geneity, toate probele au fost folosite fara defecte vizibile. nainte de testare, exemplarele au fost depozitate sub control con-diiile (293 K, 65% umiditate a aerului relativ) ntr-o camer climatice. Coninutul de umiditate medie a probelor a fost 12,8% pentru Norvegia molid probe i 12,2% pentru fag. Densitatea de Eantioanele uscate medie de 0.41 g/cm3 pentru Norvegia i molid 0.69 g/cm3 de fag. 2.2 Influena presiune normal i frecvena de sudare pe generarea de cldur generarea de cldur prin energiei de frecare este necesar pentru modificarea din lemn masiv aproape de interfaa ntr-o "topit" de stat i pentru realizarea unei obligaiuni. O anumit temperatur este necesar pentru a ajunge la "topirea" de stat. profile de temperatur au fost luate prin patru termocupluri, care au fost instalate prin orificiile situate sub SPE-cimen i plasate n zona afectat de cldur. Simultan, fora de frecare a fost msurat n biaxial

o direcie orizontal n timpul procesului de sudare cu fora ntregul traductoare. O variatie a fortei de frecare apare ca o funcie de timp i temperatura n timpul alteratie termica a interfeei. Influenele de frecven i parametrii de sudare sub presiune wel-ding asupra procesului de sudare, forta de frecare i progresia de temperatur au fost examinate. Aceti parametri sunt n legtur cu rata de producere a energiei termice n funcie de relaiile Follo-aripa. Tensiunea de forfecare la interfaa datorit Coulomb este dat de: = PN (1) n cazul n care este coeficientul de frecare i PN este sudura presiune normal la interfaa. Rata de generare de cldur pe ciclu pe suprafa (q) poate fi calculat prin q = v (2) unde v este viteza de micare de frecare. Prin utilizarea Ec. 1, ecuaia. 2 devine: q = PNv (3) cu v = 2af (4) unde a este amplitudinea micrii circulare i f este sudare de frecven. n conformitate cu aceste corelaii genurile-

TION de cldur depinde de presiunea normal, coeficientul de frecare, frecvena de sudare, precum i amplitudinea micare circular a. Variaiile de presiune i frecven n conformitate cu tabelul 1 au fost alese pentru a nelege influena asupra nclzire du-inelprocesului de sudare: Pentru fiecare variaie, cinci teste au fost efectuate. orientare n aplicare a inelelor anuale pentru aceste examene a fost verticale interfa cu o deviere de 20 . 2.3 ncercri mecanice de rezisten la forfecare 2.3.1 Testarea efectuate imediat dup procesul de sudare Pentru a evalua procesul de solidificare ca o funcie detemperatur-ratur i de timp, teste

de forfecare tensiune au fostefectuate. Cinci serii probelor de testare cte zece au fost sudate si testate la diferiteti-MES la scurt timp dup ncheierea procesului de sudare. Pentrutoate serie de teste, aceleai setri de instalare de sudare au fost remeninut. orientarea inelelor anuale a exemplarelor a fost perpendicular ( 20 ) la interfaa. rezistena la forfecare a fost evaluate cu un aparat special conceput pentru a msura planul tulpina. Deoarece acest aparat este manuale, graficul de vitez nu a putut fi inut exact uniform n intervalul toat fora. Figura 2 arat aparatul cu componentele sale principale. Tabelul 2 prezint un rezumat al parametrilor de sudare, utilizatepentru forfecare de testare:

2.3.2 Testele efectuate dup o solidificarea complet a interfeei Rezistena la forfecare a probelor sudate (vindecat i con-ionaten conformitate cu umiditatea aerului de 65%, temperatur de 293K pentru 21-24 de zile) a fost testat cu o Zwick 1495 main universalte-Sting cu o vitez a graficului de 0,05 mm / s. forfecare teste de tensiune au fost efectuate de-a lungul direcielongitudinal n aplicare a probelor paralel cu direcia de Fi din lemn-Brs conform EN 302-1. Fiecare serie de teste a fostcompus

din 15 probe. Suduri defecte nu au putut fi luate n ac-conta.Parametrii de sudare sunt aceleai ca i prezentate n Tabelul 2. 2.4 Examene de microstructurii a afectat zona de cldur Diferite mecanisme de adeziune sunt susceptibile de a opera nacest un fel de metod de conectare. Factori cum ar fi presiunea de sudura, forele de deformare, temperatura i umiditatea din probele sunt de semnifi-mare importan pentru schimbri structurale la interfaa n timpulmicrii frictio-nal. Examinrile microscopic a zonei afectate de cldur i regiunile adiacente din lemn termic schimbat i neschimbate,re-pectiv, pune n lumin pe structura de comune i obligaiuni. Studiile arat modul n care materialul comun creeaz contactpentru zonele nvecinate. descompunerea termic a celulei structura de lemn poate fi considerat ca o funcie de distana la sursa de energie, caldura afectat zona. Probele de testare au fost luate dintr-un cut transversale perpendicular pe fibre direcie. Ei au fost integrate n rasina epoxidica. suprafata a fost lustruite de hartie abraziva (5 microni) i respectate de ctreconfocal microscopie. 3 Rezultate i discuii 3.1 Temperatura i coeficientul de de frecare n timpul procesului de sudare Examinrile a artat c fora de frecare trece prin diferite faze caracterist