Сварка пеноалюминия

[Ferio]

Ладно расскажу всем, раз уж заикнулся.

Брикетированная смесь алюминиевого порошка с TiH2 вспенивается в специальной печи при стабильной температуре, в результате чего получается пеноалюминий с закрытыми порами снаружи. Основная область применения: поглощение ударной и звуковой волн, изоляция, облегчение конструкций. Само изготовление пеноалюминия  уже отработано, получаются этакие пироги, правда ограниченные в размерах, но и этого уже достаточно специализированным заказчикам: военным (например в качестве брони), МЧС (понтоны) и т.д. Но реальных, серийных заказчиков пока почему-то нет, хотя есть интерес даже у правительства (на словах)

Появилась идея сваривать эти пироги, для создания конструкций больших размеров. При помощи кафедры сварки одного института эта задача была принципиально решена. Проведены опытные работы по сварке образцов. В общем-то получилось, но дело заглохло.

Честно говоря,  обсуждать по сварке особо нечего. Работы опытные, технологические детали процесса являются  закрытой информацией (извините, даже не моей). Так что на новую тему не потянет. Вот как то так.

Интересные ссылки по теме:

http://экат.рф/articles/military.html

http://www.nanonewsnet.ru/news/2011/novyi-alyuminevyi-penometall-snizit-ves-korablya-na-tret

Изменено 29 июля, 2014 пользователем Ferio

[saper24]

Простите, в химии не силен. А что в итоге в порах? Газ какой?

[G_Kar]

Масштаб образцов не понятен. Видимо пеноалюминий в большинстве случаев по назначению конкурирует с полимерами и реальный интерес упирается в реальные цифры. Не могу себе представить какое-то конкретное применение данного материала, как это должно выглядеть в рабочем варианте и какие могут быть положительные сравнительные качества... 

[laguna]

Вряд ли это вообще относится к ТИГ сварке...

[waha]

 

 

Но реальных, серийных заказчиков пока почему-то нет,

Я  в сентябре в Турцию собираюсь...  По обмену опытом так сказать... На SAF... 

[Рудольф Шнапс]

@G_Kar, читал, что какой-то автоконцерн вставляет брикеты пеноалюминия  в двери машин для повышения безопасности машин. Плотность пеноалюминя может быть как у пенопласта, но он весьма прочен. 

[di4]

Из этой штуки нарно строительные уровни хорошо штамповать. И легкие и не бьются.)

Или хотя бы как наполнение для уровней.))

Изменено 30 июля, 2014 пользователем di4

[Ferio]

Простите, в химии не силен. А что в итоге в порах? Газ какой?

Честно говоря я тоже. Вспенивание происходит за счёт выделения Н2, т.е. можно предположить, что в порах есть какой-то обьём водорода. 

Изменено 31 июля, 2014 пользователем Ferio

[bader]

Интересно, а как у этого материала с деформациями при сварке? Подозреваю, что т.к. структура пористая, то должно сильно утягивать, или ошибаюсь?

[Ferio]

Масштаб образцов не понятен. Видимо пеноалюминий в большинстве случаев по назначению конкурирует с полимерами и реальный интерес упирается в реальные цифры. Не могу себе представить какое-то конкретное применение данного материала, как это должно выглядеть в рабочем варианте и какие могут быть положительные сравнительные качества... 

Снимки конечно не ахти, делались не для публикации (это скан с внутреннего отчёта по опытным работам). Толщина образцов составляла 35 – 40 мм. Пористость образцов была крайне неравномерной, линейный размер пор варьировался от  3мм до 15-20 мм. Средняя плотность пеноалюминия  до сварки составляла 0,65 - 0,85 г/куб. см. 

"Пеноалюминий в большинстве случаев по назначению конкурирует с..." - металлами, а точнее с металлоконструкциями. 

На счёт -"конкретного применение данного материала" нужно хоть немного пофантазировать (или открыть пару приложенных ссылок).

Изменено 31 июля, 2014 пользователем Ferio

[Ferio]

 

 

Вряд ли это вообще относится к ТИГ сварке...

Правильнее сказать, что это относится не только к сварке TIG. 

[Ferio]

 

 

Я  в сентябре в Турцию собираюсь...  По обмену опытом так сказать... На SAF...

О как. Здорово!  Знаю SAF — чилийский пистолет-пулемёт производства «FAMAE». SAF представляет собой укороченный SG 540, но со свободным затвором.

[G_Kar]

@Ferio, с фантазией у меня все хорошо, много чего можно придумать, но в силу слабого представления о возможностях и качествах материала нет ощущения крайней необходимости и полезности. Бывает узнаешь о новых разработках и думаешь - "Вау! Просто прорыв нереальный!" - и ждешь внедрения, есть какие-то ожидания и т.п. А тут как-то больше вопросов, чем конкретики. Вот когда сделают из него велосипедную раму или колесный диск или несущие перекрытия здания, тогда может и впечатлит. Броня  это конечно хорошо, но далеко от простых людей.

[Ferio]

 

 

т.к. структура пористая, то...

 ...то связь между соседними слоями (по вертикали от корня) свариваемых деталей как бы меньше и поэтому их взаимное влияние тоже снижается. При сварке ячейки вскрываются, перемычки лопаются, поэтому напряжения не так нарастают как при сплошном металле.

[saper24]

Броня это конечно хорошо, но далеко от простых людей.

Пемзочка для пяток неубиваемая выйдет. А если серьезно, то в строительстве если научатся заключать неразрывно эту пену внутри профилей...вполне может толк выйти. Существенно должна повысится жесткость алюминиевых конструкций. Пустоты в катерах при заполнении этим материалом не сильно утяжелив конструкцию дадут положительную плавучесть при пробоинах и стойкость к боковым порезам. В машинах заполнять каркас безопасности этим материалом тоже было бы неплохо. Вопрос в том как это делать. Материал по идее должен обладать хорошей вязкостью и способностью быстро гасить вибрации любого рода. Но как пену из баллона его не надуешь.

[Ferio]

@G_Kar, Не сомневаюсь (про фантазии). Конечно, применение этого материала больше видится промышленным, скорее военно-промышленным. БэТэРы, самолёты и суда от нас, простых людей, далеки (хотя здесь много судостроителей). А вот для дома-для семьи... Велосипед? Мелковато. Ну хорошо, а автомобиль как, близок для вас? Тогда: "Наибольший интерес к пеноалюминию проявляют иностранные автомобилестроители, особенно - к сэндвичам из алюминиевым листов с алюминиевой пеной внутри. Такой материал обладает высокой удельной жесткостью, малой термической и электрической проводимостью, не горит и хорошо подходит для поглощения или демпфирования энергии. Низкая масса подобной конструкции уменьшает расход бензина. Кузов на 50% легче соответствующего стального, но в 10 раз жестче. Трехмерные многослойные структуры усиливают жесткость рамы, из них можно изготавливать также заднюю стенку кузова и сидения. Предполагается, что в безопасном современном автомобиле будут использоваться не плоские алюминиевые элементы, а трехмерные многослойные детали с пеноалюминием - от дверец до сложной группы днища. Такие детали очень легкие и имеют в 15 раз более высокую жесткость, чем обычные листовые конструкции. Заметны преимущества пеноалюминия по шумоглушению при повышенных частотах (более 800 Гц). Фирма Neuman Alufoam (Австрия) уже изготавливает из алюминиевой пены корпусные ненагруженные детали автомобилей и гасители бокового удара, которые закладываются в боковые дверцы" и т.д. 

Нереального прорыва здесь конечно давно нет и в мире никого пеноалюминием уже не удивишь. Я, скажем так, просто похвастался сваркой интересного материала. Ценности в быту или в гараже это не представляет (поэтому я и не хотел начинать эту тему). Но ведь интересно же!?

Изменено 31 июля, 2014 пользователем Ferio

[Ferio]

Ещё поумничаю:"При деформации он ведет себя нелинейно, что характерно для пористых структур. Это свойство может быть использовано для демпфирования удара. Пеноматериалы фирмы Cymat в виде профилей прямоугольного сечения используются для амортизаторов дверец легковых автомобилей и аварийных перегородок. В отличие от сотовой конструкции алюминиевого материала пеноалюминий изотропен и может противостоять удару под любым углом.  Как и вспененные пластмассы, металлические пены обладают отличными энергоабсорбирующими свойствами, но на более высоком уровне прочности. Среди его преимуществ по сравнению с пластмассами - негорючесть и рециклируемость, хорошая обрабатываемость. В отличие от ячеистых бетонов и древесностружечных плит у пеноалюминия низкая гигроскопичность (1- 3%), что обусловливает морозостойкость и отсутствие трещин при перепаде температур. Его не нужно пропитывать антисептиками и антипиренами. На его поверхность свободно наклеиваются различные декоративные материалы, он хорошо воспринимает краску. На выставке Aluminium в Эссене была представлена плита из пеноалюминия с прочностью, не уступающей армированному бетону". 

[Ferio]

 

Сущность процесса вспенивания состоит в формировании газовых пузырьков в металлическом расплаве с фиксацией их при его затвердевании.

 

 

[ПТУшник]

Как у этого материала со свариваемостью? Хорошая/плохая или вообще никакая?  По фото непонятно ничего, образцы маленький да и качество. Понятно, что при сварке пузырьки исчезнуть и произойдёт просто наплавка металла в зазор.

 

Видел патент в котором предлагалось сплющивать место сварки и сваривать как обычный алюминий. Ещё предлагали в прокат из пеноалюминия вставлять планки из обычного алюминия и их сваривает но это вообще неудобно. Вообще с соединением этого материала непонятно. Резьбу нарезать нельзя, отверстия нормальное тоже не сделаешь. Остаётся только сварка, пайка и склеивание. 

Изменено 27 сентября, 2014 пользователем ПТУшник