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和高性能聚合物方面的專業(yè)知識。

 

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

 

    這項創(chuàng)新在于設計并建立一種擁有極高性能的工藝，允許焊接任何纖維增強的熱塑性基體材料。

 

    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一個接收器的使用。該接收器與焊頭中的感應線圈以及未增強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，可根據(jù)應用而訂制。焊頭在基材壓力下產(chǎn)生冷卻，以確保焊縫被壓實。

 

    航空與復合材料主管Jérôme Raynal解釋說：“我們用激光高溫計測量溫度，它實際上是從側(cè)面測量接收器的邊緣, 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，就不會有壓實松動的風險。”

 

    這種帶有移動接收器的創(chuàng)新焊頭非常緊湊，允許得到精確而復雜的應用。該創(chuàng)新的焊接解決方案采用的焊頭被安裝在一臺六軸機械手臂上，操作完全自動化。其主要優(yōu)勢是：

 

  ? 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品）；

  ? 減輕了重量；

  ? 在焊接接頭處無支撐物；

  ? 動態(tài)和全自動化/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)復合材料焊接技術已有10多年，如電阻焊、共固焊和感應焊等幾種技術。

 

    針對與Stelia Aerospace 合作開發(fā)的ARCHES BOX TP示范項目（已在2017巴黎航空展上亮相），該集團負責采用動態(tài)感應焊接工藝，對蒙皮上的縱梁進行焊接。該項目是航空結(jié)構件感應焊接技術發(fā)展的開端。

 

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