Polimer szerkezeti elemek hegesztésének optimalizálása
Angol cím
Optimalization of welded structures from polymer elements
zsűri
Gépész-, Építő-, Építész- és Közlekedésmérnöki
Kutatóhely
Polimertechnika Tanszék (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem)
résztvevők
Anna Péter Czvikovszky Tibor Varga László
projekt kezdete
2002-01-01
projekt vége
2005-12-31
aktuális összeg (MFt)
5.199
FTE (kutatóév egyenérték)
0.00
állapot
lezárult projekt
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
Pályázatunkban a kézi hőlégfúvós hegesztési eljárást automatizáltuk saját tervezésű és kivitelezésű hegesztőportál segítségével, amellyel célunk az emberi tényezők kizárása, az ellenőrizhetőség kialakítása és a reprodukálhatóság biztosítása volt a hegesztés során. Mérhetővé, valamint szabályozhatóvá tettük a hegesztési paramétereket, ezáltal lehetőség nyílt a hegesztési paraméterek közötti összefüggések feltárására. A független hegesztési paramétereket (hegesztési hőmérséklet, hegesztési térfogatáram) öt szinten, a hegesztő szakembertől függő paramétereket (hegesztési sebesség, hegesztőerő) három szinten vizsgáltuk. Két faktor szerinti keresztosztályozású varianciaanalízis segítségével bebizonyítottuk, hogy a varrat szilárdságára mind a négy hegesztési paraméter hatása szignifikáns és a hegesztett varrat minősége komplexen függ a négy hegesztési paramétertől. Mikro-szakítóvizsgálatokkal elemeztük a varrat deformációját, valamint a hegesztett varrat hőhatásövezetének polarizált fényű mikroszkópos vizsgálata alapján megalkottuk a forrógázos hegesztés során kialakult hőhatásövezet szupermolekuláris szerkezetének modelljét. A külső, mérhető geometria és a varrat szilárdsága közötti kapcsolat elemzéséhez bevezettünk egy dimenzió nélküli mennyiséget, a varratgeometriai tényezőt, amelynek segítségével az ipari gyakorlatban is közvetlenül megállapítható a varrat jósága, roncsolásos vizsgálatok nélkül.
kutatási eredmények (angolul)
In our project a welding portal was designed and built to make the welding parameters of manual hot-gas welding reproducible and independent of human factors. We made the welding parameters controllable, and hence the observation and definition of the relationship between the welding parameters became possible. The independent parameters (welding temperature, air flow rate) were analysed at five levels, while human-dependent variables (welding speed, welding force) at three levels. On the basis of two way analysis of variance, we concluded that all the four welding parameters have significant impact on welding strength, and they all influence the quality of the welded seam. We analysed the deformation of the seam with micro-tensile tests, and the heat affected zone of the welded seam was analyzed with polarized light microscope. On the basis of the observation the supermolecular model of the heat affected zone was created. A dimensionless quantity was introduced, as the welded seam coefficient, and it turned out to have correlation with the welding strength. With the help of this coefficient the quality of the seam can be determined directly without destructive materials testing in the industrial practice.
B. Marczis, T. Czigány: Welding parameter correlations of hot-gas welded polypropylene, 21st Danubia-Adria Symposium on Experimental Methods in Solid Mechanics. 2004.09.29-10.02. Pula. pp. 186-187, 2004
B. Marczis, T. Czigány: Polymer Joints, Periodica Polytechnika, Ser. Mech. Eng. Vol. 46., 117-126, 2002
Czigány Tibor: Polimer és polimer kompozit szerkezeti anyagok tönkremeneteli folyamatai, Habilitációs tézisfüzet, BME, 2002
Erdélyi Sebestyén (Konzulens: Czigány T.): Polimerek lézeres hegesztése, I. díjas TDK dolgozat, 2002
Molnár Olivér (Konzulens: Marczis B.): Tükörhegesztett polimer szerkezeti elemek kis és nagysebességű statikus vizsgálata, II. díjas TDK dolgozat, 2002
Erdélyi Sebestyén (Konzulens: Czigány T.): Polimerek lézeres hegesztése, I. díjas OTDK dolgozat, Debrecen, 2003
B. Marczis, T. Czigány: Tükörhegesztett polimer szerkezeti elemek kis és nagysebességű statikus vizsgálata, Műanyag és Gumi, Vol. 40, 127-131, 2003
B. Marczis, T. Czigány, P.M. Frontini: Investigation of welded seam interface in polypropylene plates, Conference on Interfaces and Interphases in Multicomponent Materials. 2003. 10. 5-8. Balatonfüred, 2003
Erdélyi Sebestyén (Konzulens: Czigány T.): Polimerek lézeres hegesztése, Diplomaterv (minősítés: jeles) BME. Ipar a Műszaki Fejlesztésért Alapítvány II. díj, 2003
B. Marczis, S. Erdélyi, T. Czigány: Laser transmission welding of polypropylene: investigation of absorbance of colorants, GÉPÉSZET\'2004. Bp.2004.05.27-28. Vol.1. 126-130, 2004
Marczis Balázs (Témavezető: Czigány T.): Forrógázos hegesztési eljárás paramétereinek hatása a hegesztett polipropilén varrat szilárdságára és a varrat hőhatásövezetére, PhD értekezés, 2005
B. Marczis, T. Czigány: Hegesztési energia értelmezése polimerek forrógázos hegesztése során, Hegesztéstechnika, 2006
B. Marczis, T. Czigány: Investigation of the heat affected zone of hot-gas welded polypropylene joints, International Polymer Processing (elfogadva 2005-ben, megjelenés alatt), 2006
B. Marczis, T. Czigány: Interrelationships between welding parameters of hot-gas welded polypropylene, Polymer Engineering and Science (elfogadva 2005-ben, megjelenés alatt), 2006
