Thermal NDI of resistance welded composite structures

Nino, Giovanni; Ahmed, Tahira; Bersee, H.E.N.; Beukers, Adriaan

doi:10.1016/j.compositesb.2008.10.003

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“…Dentre as diversas técnicas de soldagem atualmente utilizadas para compósitos, a técnica de soldagem por resistência elétrica vem se destacando, principalmente por proporcionar economia de material, pois não necessita de consumíveis de soldagem ou meios auxiliares para a união, descarta o uso de rebites, parafusos, porcas, e também não necessita de serviços de usinagem, além de poder ser utilizada na união de peças com arquitetura complexa [2,3].…”

Section: Avaliação Da Resistência Interlaminar Do Compósito Pei/fibraunclassified

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Avaliação da Resistência Interlaminar do Compósito PEI/Fibras de Carbono Soldado pelo Método de Resistência Elétrica

et al. 2016

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Este é um artigo publicado em acesso aberto (Open Access) sob a licença Creative Commons Attribution Non-Commercial, que permite uso, distribuição e reprodução em qualquer meio, sem restrições desde que sem fins comerciais e que o trabalho original seja corretamente citado. Evaluation of the Interlaminar Resistance of Composite PEI/Carbon Fibers Welded by Electrical Resistance MethodAbstract: This study has as main objective to evaluate the effectiveness of the welding process by electrical resistance in composite poly (éterimida) matrix reinforced with continuous fibers of carbon, from the study of the thermal and mechanical properties of the welded joint.To evaluate the thermal properties of the welded material samples were subjected to analysis by thermogravimetry and by thermomechanical analysis. With the intention to study the resulting weld interface, studies were made from the shear tests ILSS and Iosipescu, as well as end-Notched Flexure (ENF). The results of the thermal analysis in laminated PEI / carbon fiber non-welded show that the beginning of degradation for these composites is 460 °C, and it is also evident that the glass transition temperature of welded samples is about 15% higher than the results from samples not welded. In the mechanical tests show that there was an increase of 32% and 20% respectively in interlaminar shear results for the ILSS and Iosipescu welded samples, when they are compared to samples not welded. The ENF test results show satisfactory values of interlaminar fracture toughness in the composite welded from the values found in literature.

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Section: Avaliação Da Resistência Interlaminar Do Compósito Pei/fibraunclassified

“…Uma corrente elétrica é aplicada ao elemento resistivo ocasionando o aumento de sua temperatura. A temperatura do elemento resistivo aumenta consideravelmente na interface, fundindo o compósito e, consequentemente, promovendo a soldagem do laminado sob aplicação de pressão [1,3].…”

Section: Avaliação Da Resistência Interlaminar Do Compósito Pei/fibraunclassified

Avaliação da Resistência Interlaminar do Compósito PEI/Fibras de Carbono Soldado pelo Método de Resistência Elétrica

et al. 2016

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“…Entre estas desvantagens e devido às muitas dificuldades ainda presentes no processo, esta ainda não é considerada como uma técnica de junção principal de compósitos. Neste sentido, parâmetros como isolamento térmico, energia de entrada (kJ), tempo de soldagem, orientação da fibra, e o tipo de elemento resistivo a ser utilizado estão sendo estudados para melhoria da qualidade e desempenho das juntas soldadas [13,14,15,16].…”

Section: Figuraunclassified

Avaliação dos parâmetros tempo, corrente e pressão na soldagem por resistência elétrica de compósitos PEI/fibras contínuas: influência na resistência mecânica

et al. 2015

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RESUMOAtualmente, muitos componentes destinados à indústria aeronáutica, que anteriormente utilizavam compósitos com matriz termorrígida, vêm sendo substituídos por aqueles que apresentam matriz termoplástica, devido principalmente às melhores propriedades mecânicas obtidas, possibilidade de reaproveitamento do mesmo e a facilidade na fabricação de peças grandes e complexas, que serão integradas para formar o componente final desejado, assim como a sua temperatura de serviço mais elevada. Entretanto, um dos principais problemas da utilização de compósitos poliméricos em aplicações estruturais consiste em sua união efetiva para a integração de componentes. Nos últimos anos, a soldagem por resistência elétrica vem sendo considerada como uma das mais promissoras técnicas para a união de compósitos, pois se trata de um processo com pouca preparação de superfície e com qualidade aceitável no setor industrial. O principal objetivo deste trabalho consiste no estudo de parâmetros de soldagem por resistência elétrica para o compósito polimérico PEI poli (éter-imida) reforçado com fibras de carbono e de vidro (sistema híbrido) para aplicações aeronáuticas. As amostras do compósito foram soldadas e submetidas ao ensaio de lap shear para obtenção de tensão de ruptura ao cisalhamento de juntas simples. A partir deste ensaio foram estabelecidas as variáveis mais adequadas para utilização neste processo. O método utilizado foi um planejamento experimental fatorial completo que permitiu, com um número menor de experimentos, explorar todo o espaço experimental de interesse, estabelecendo os valores mais adequados de corrente elétrica, pressão e tempo para o processo de soldagem estudado. Palavras-chave:Compósitos, Soldagem por Resistência Elétrica, PEI, Planejamento Experimental. ABSTRACTNowadays, many components applied in the aerospace industry, which had been previously used with thermoset matrix composites, are being replaced by those with thermoplastic matrix, which is mainly due to having better mechanical properties, the possibility of reuse and ease in manufacturing large and complex parts which will be integrated to form the desired component with higher service temperature. However, a major problem concerning the use of polymer composites for structural applications consists in its effective integration of components. Electrical resistance welding has been considered as one of the most promising techniques for bonding thermoplastic composites because it is a quick process with little surface preparation. The main objective of this work is to study the resistance welding parameters for PEI (polyether imide), and carbon and glass (hybrid) fibers laminates for aeronautical applications. The composite specimens were welded and subjected to the lap shear test in order to establish the most suitable variable in this process. It was used a full factorial design that allowed, with fewer experiments, exploring the whole experimental area of interest, establishing values of electric current, pressure and time for the studied wel...

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“…Thermography is also capable of inspecting a wide range of materials with proper selection of the optimal excitation technique for the chosen application. Although excitation through heat deposited on the surface using flash lamps [1,2,3], etc. is still dominant, newer techniques such as eddy current [4], laser thermography [2], optical lock-in thermography [5], or sonic excitation [6] are gaining in popularity.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Pulsed Eddy Current Thermography and Applications

Tian

Wilson

Cheng

et al. 2011

Lecture Notes in Electrical Engineering

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Abstract. In this chapter we report on the application of the pulsed eddy current thermography inspection technique to the detection and quantification of defects in a variety of materials. After introducing the appropriate modelling and simulation techniques an overview of a typical PEC thermography system setup is provided. Applications of the system for defect detection in nickel alloys, composite materials and ferritic materials including multiple complex cracking in rail-tracks are discussed.

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Thermal NDI of resistance welded composite structures

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Avaliação da Resistência Interlaminar do Compósito PEI/Fibras de Carbono Soldado pelo Método de Resistência Elétrica

Avaliação da Resistência Interlaminar do Compósito PEI/Fibras de Carbono Soldado pelo Método de Resistência Elétrica

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