Сколтех нашёл способ сварки термопластичных композитов для ремонта в полевых условиях
Метод сварки горячим воздухом позволяет соединять детали из термопластов недорогим мобильным оборудованием. По оценке авторов, он может упростить строительство и обслуживание мостов, вышек и складов в удалённых районах.
Учёные Сколтеха нашли способ собирать и ремонтировать в полевых условиях конструкции из термопластичных полимерных композитов — пластика, укреплённого стекловолокном. Сколтех входит в группу ВЭБ.РФ. По словам исследователей, предложенная сварка позволит строить и обслуживать мосты, сотовые вышки, склады и другие инфраструктурные объекты. Материал одновременно не ржавеет и поддаётся сварке и переработке.
Термореактивные композиты, которые сейчас чаще применяют в строительстве, при застывании меняются необратимо: повторный нагрев ведёт к деградации свойств. Детали из термопластов можно точечно расплавить, прижать друг к другу и соединить при сборке или ремонте. Ранее учёные Сколтеха показали, что термопласты способны обеспечить нужную прочность, а также представили метод изготовления высокопрочных термопластов.
Сейчас опоры ЛЭП, ветряков, надземных переходов и другие подобные объекты строят из бетона и металла, который подвержен коррозии, или из термореактивных полимеров, которые невозможно переработать, а соединять детали при их сборке или ремонте можно только болтами, заклёпками или клеем.
В новом исследовании учёные оптимизировали параметры сварки. Их четыре: температура воздуха и время обдува места сварки термопистолетом, а также сила и длительность сжатия нагретых участков. При чрезмерном нагреве и сжатии профиль теряет форму, поэтому учёные нашли соотношение параметров, которое задаёт оптимальный режим.
В экспериментах сжатие обеспечивал лабораторный пресс. В полевых условиях его могут заменить гидравлические устройства наподобие домкрата. Сам термопистолет невелик и подходит для выездной бригады.
По результатам экспериментов, с точки зрения прочности соединений сварка горячим воздухом может быть альтернативой ультразвуковой и контактной сварке и не слишком уступает индукционной. Эти три промышленных метода требуют более сложного, дорогого, громоздкого и энергозатратного оборудования.
Наибольший эффект, по словам авторов, будет в труднодоступных районах: там заметнее выигрыш от увеличения срока службы конструкций и упрощения обслуживания. Исследование опубликовано в журнале Journal of Materials Research and Technology и поддержано грантом Российского научного фонда.
Комментарии
Пока никто не написал. Будьте первым.