Анализ дефектов в изделиях из полимерных материалов и восстановление их несущей способности методом сварки

Глава 1 Состояние вопроса. Анализ сведений о проблемах ремонта изделий из полимерных конструкционных материалов
1.1 Общие подходы к ремонту полимерных композиционных материалов
1.2 Виды дефектов и повреждений
1.3 Проблемы ремонта деталей и изделий из полимерных композиционных материалов
1.3.1 Ремонтные материалы
1.3.2 Геометрические параметры и структура ремонтной зоны
1.3.3 Технология ремонта
Выводы по главе 1
Список использованных источников
Глава 2 Анализ свойств полимерных материалов, влияющих на их поведение при ремонте и на возможность восстанавливать несущую способность изделия
2.1 Состав и структура ПМ как влияющие на ремонт факторы
2.2 Механические свойства ПМ как влияющие на ремонт факторы
2.3 Теплофизические свойства как влияющие на ремонт факторы
2.4 Другие свойства Список использованных источников
Глава 3 Методы обнаружения и анализ дефектов в сварных изделиях из ПМ
3.1 Контроль качества сварных соединений
3.2 Анализ дефектов сварных соединений
3.2.1 Дефекты соединений встык, изготовленных сваркой нагретым инструментом
3.2.2 Дефекты соединений труб в раструб, изготовленных сваркой нагретым инструментом с помощью муфты
3.2.3 Дефекты соединений, изготовленных сваркой закладным нагревательным элементом в виде спирали
3.2.4 Дефекты соединений, изготовленных сваркой нагретым газом с присадочным материалом
3.2.5 Дефекты соединений, изготовленных экструзионной сваркой
3.2.6 Дефекты соединений встык, изготовленных инфракрасной сваркой
3.3 Дефекты сварных соединений термопластичных композиционных материалов
3.3.1 Дефекты соединений, изготовленных сваркой нагретым газом
3.3.2 Дефекты соединений, изготовленных сваркой нагретым инструментом
3.3.3 Дефекты соединений, изготовленных сваркой закладным нагревательным элементом
3.3.4 Дефекты соединений, изготовленных ультразвуковой сваркой
3.3.5 Дефекты соединений, изготовленных сваркой трением
Выводы по главе 3
Список использованных источников
Глава 4 Исследование ремонтной сварки термопластичного композиционного материала
4.1 Исследование сварки нагретым инструментом косвенным нагревом
4.2 Исследование сварки растворителем термопластичного композиционного материала
4.2.1 Выбор растворителя и состава присадочного материала
4.2.2 Изготовление и испытание на прочность сварных соединений
4.2.3 Исследование влияния режимов и условий сварки на свойства свариваемого материала
4.2.4 Исследование возможности упрочнения сварных соединений
4.3 Исследование ремонтной сварки присоединением усиливающей накладки к дефектной детали Список использованных источников
Общие выводы
Приложения
Введение
Актуальность работы. В последние годы в авиа- и машиностроении
большое внимание уделяется внедрению полимерных композиционных материалов (ПКМ), и в первую очередь композиционных материалов (ПКМ).
Применение таких материалов актуально и для развивающихся стран, к числу которых относится государство Мьянма.
Целым рядом ценных как технологических, так и эксплуатационных
свойств обладают композиционные материалы на основе термопластов (ТКМ),
в том числе возможностью ремонта сваркой в расплаве. возможность реализации высокой степени автоматизации процесса формования; возможность вторичной переработки гибкой, штамповкой и т.п.; возможность ремонта деталей
сваркой в расплаве.
В процессе производства и эксплуатации изделий из них возможно появление дефектов типа расслоений, сквозных отверстий, трещин, царапин,
забоин, разрывов и искривлений волокон и т.д. Учитывая высокую стоимость
ТКМ, особенно на основе полиароматических матриц, следует считать актуальным ремонт изделий из них. Освоение современных технологий ремонта
деталей из ПКМ и в том числе из ТКМ весьма востребовано в ведущих авиационных фирмах.
Одним из основных требований к ремонту конструкций из ПКМ является восстановление их исходной прочности в пределах назначенного срока
службы деталей. При этом применительно к авиационным конструкциям чаще всего ставится задача ремонта в полевых условиях, что означает реализуемость метода при одностороннем подходе к устраняемому дефекту. Такое
требование ограничивает выбор метода ремонта. Обращаясь к опыту ремонта
металлических изделий, можно констатировать, что одним из наиболее приемлемых для многих отраслей техники является сварка с присоединением к
дефектному участку ремонтной накладки. Возможности такого метода сварки с целью восстановления несущей способности дефектных деталей из ТКМ
не охарактеризованы и требуют проведения дополнительных исследований.
В связи с этим проведение исследований ремонтной сварки деталей из полимерных материалов (ПМ) для авиационного машиностроения является актуальным.
Целью работы была разработка технологии ремонтной сварки для
восстановления несущей способности типового изделия из ПМ типа
обшивка, в частности из термопластичного композиционного материала,
имеющего наиболее значимые для работоспособности изделий дефекты типа
сквозное отверстие или разрыв материала.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- провести анализ повреждаемости и ремонтопригодности деталей из ПМ;
- изучить свойства конструкционных ПМ, влияющие на способность восстановления несущей способности дефектных изделий;
- изучить данные о методах контроля качества и о дефектах сварных соединений деталей из ПМ;
- оценить возможность ремонта деталей из ПМ с применением различных методов сварки;
- предложить физическую модель ремонтной сварки, на основании которой выбрать метод ремонта модельных образцов из одного типа ТКМ и разрабоать ремонтный материал;
- исследовать технологию ремонтной сварки образцов изТКМ;
- исследовать влиянипе конструкции соединения и типа ремонтного материала на степень восстановления несущей способности модельных образцов из ТКМ, имеющих дефекты.
Научная новизна:
1. При анализе свойств ПМ, влияющих на возможность восстанавливать их свойства в процессе ремонта, впервые отмечено, что при выборе метода ремонта необходимо учитывать как структуру, состав, так и весь ком