ساندویچ پانل فولادی - بخش ۲

ساندویچ پانل ها (sandwich panel) به طور کلی از دو ورقه نازک، اما سفت و متراکم تشکیل شده اند که بین آنها موادی که تراکم، مقاومت و سختی کمتر از دو پانل خارجی دارند، قرار دارند. برای ساندویچ پانل هایی که هسته ی فلزی دارند، تکنیک های جوشکاری موفقی وجود دارد که در نهایت می تواند خواص عالی در مقابل خستگی فلز ایجاد کند.

رایج ترین نوع ساختار ساندویچی شامل دو ورقه نازک، سفت و قوی از مواد متراکم است که بین آنها موادی قرار دارند که نسبت به مواد استفاده شده در لایه های بالا و پایین آن، تراکم، سفتی و مقاومت کمتری دارند.

به طور طبیعی، در طول فرآیند تولید یا پس از جوشکاری صفحات رویی و میانی، ساندویچ پانل های استیلکس (steelx) را می توان با برخی از پلیمرها، مواد معدنی یا پشم سنگ، بتن و غیره پر کرد تا کارکرد آن برای اهداف مورد نظر بهبود یابد.

نوع مواد پرکننده مورد استفاده در هر کاربردی بیشتر بستگی به خواص مورد نظر ، روش ساخت و قیمت دارد. طراحی صحیح سازه ی ساندویچ پانل اهمیت مشابه با آنالیز انحراف، تنش و بارهای خمشی دارد. علاوه بر این، طراحی مفصل یا نقطه اتصال یک ساندویچ پانل به دیگری یا دیگر ساختارها یکی از نکات کلیدی در کاربرد درست و عملی این ساختارها است.

در شکل 1 راه حل های مختلف برای پروفیل های میانی که در ساندویچ پانل های فولادی استفاده می شود، نشان داده شده است.

شکل 1: راه حل های مختلف برای پروفیل های میانی که در ساندویچ پانل های فولادی استفاده می شود

در طراحی سنتی ساندویچ پانل ها ، خواص مورد علاقه در ورق های بیرونی، سفتی زیاد، برای ارائه استحکام خمشی بیشتر و استحکام کششی و مقاومت فشاری بالاتر است. خواص مورد علاقه در هسته به طور کلی ضعیف تر از ورق رویی است. جدول 1 نتایج آزمایشات کششی روی مواد مختلف ساندویچ پانل ها را فهرست می کند. مقادیر ذکر شده در جدول نشان دهنده میانگین پنج آزمون است؛ اعداد داخل پرانتز، انحراف استاندارد محاسبه شده است.

جدول 1: خواص کششی مواد ساندویچ پنل
شکل 2: مقایسه نسبت قدرت به وزن ساندویچ پانل ها و یک صفحه جامد با خواص ساختاری برابر

تکنیک های مختلف تولید، مانند مقاومت و نقطه جوش، اتصال جوش و اتصال چسب برای ساندویچ پانل هایی با هسته فلزی استفاده می شود. جوش لیزری، بهره وری بالا و اعمال کم حرارت را با خواص عالی در مقابل خستگی فلز ترکیب می کند. فولاد ضدزنگ آستنیتی (Austenitic) به لطف به دریافت کم حرارت و سرعت جوش بالا، برای جوشکاری لیزر ایده آل است. جوشکاری لیزر تغییرات متالورژیکی که می تواند مقاومت در برابر خوردگی فلز جوش را ضعیف کند به حداقل می رساند. یکی دیگر از مزایای استفاده از جوشکاری لیزر فولاد ضدزنگ آستنیتی ، نامرتب بودن کم جوش است که ناشی از ورودی کم حرارت و شکل جوش لیزری است

به این نتیجه رسیدیم که ساندویچ پانل های فولاد ضد زنگ که به روش لیزری جوشکاری شده اند دارای پتانسیل بزرگی در طیف گسترده ای از راهکار های طراحی جذاب است. طراحی صحیح جزئیات ساختارهای ساندویچی و همچنین تجزیه و تحلیل انحرافات، تنش ها و بارهای خمشی اهمیت زیادی دارد. مفصل یک ساندویچ پنل به ساندویچ پنل دیگر یا سازه های دیگر یکی از عناصر کلیدی در کاربرد عملی این سازه ها است.

نتایج مطالعات نشان می دهد که فولاد ضد زنگ آستنیتی 1.4301 (AISI 304) را می توان در ساندویچ پانل های جوش داده شده با لیزر استفاده کرد که خواص مکانیکی و مقاومت خوبی در مقابل خوردگی ارائه می دهد. استفاده از فولاد ضد زنگ آستنیتی با قدرت بالاتر به عنوان ساندویچ پانل نشان داده زمانی که کاهش وزن قابل توجهی از سازه هایی که وزن روی آنهاست مورد نظر است، منطقی است.

علاوه بر جوشکاری لیزر، مقاومت و جوش نقطه ای، پیوند با چسب و فرآیند پیوند جوش، تنوع روش های کارآمد در ساخت ساختارهای ساندویچ فولاد ضد زنگ را در آینده افزایش می دهد.

بازگشت