Stanczak, Jakub and Barroeta Robles, Julieta and Palardy-Sim, Marc and Roy, Steven and Octeau, Marc-Andre and Laurin, Hugo and Ferland, François and Elame, Henri and Yousefpour, Ali and Atkinson, Stephen and Nesbitt, Scott and Vaziri, Reza and Poursartip, Anoush and Endraß, Manuel and Larsen, Lars-Christian and Kupke, Michael (2024) CHARACTERIZATION OF A TEST BENCH SYSTEM FOR CONTINUOUS RESISTANCE WELDING OF THERMOPLASTIC COMPOSITE JOINTS. In: SAMPE 2024 Conference and Exhibition. Society for the Advancement of Material and Process Engineering (SAMPE), 2024-05-20 - 2024-05-23, Long Beach, America. doi: 10.33599/nasampe/s.24.0121. ISBN 978-193455145-5. ISSN 0892-2624.
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Official URL: https://www.nasampe.org/store/viewproduct.aspx?id=24036357
Abstract
Thermoplastic composites (TPCs) are increasingly popular in aerospace structures due to their high stiffness-to-weight ratio, fracture toughness, and weldability. Continuous resistance welding (CRW) can yield high-strength joints in applications with high aspect ratio parts, such as longitudinal or circumferential stiffeners in an aircraft fuselage. In CRW, an electric current is applied locally by an end-effector moving along a continuous conductive implant where temperature is increased via the Joule effect. This implant is placed at the interface to locally melt the TPC and obtain a structural joint. The end-effector also applies consolidation pressure to ensure intimate contact is maintained during melting and solidification. Since the weld interface temperature cannot be measured directly, a physics-based finite element model is used to predict this critical parameter and control the process by manipulating power, pressure, and speed. This paper focuses on the characterization of a CRW system on a test bench to provide experimental data for validation of the physics-based control model. The influence of weld parameters on the welding current are studied. Understanding electrical behavior is critical to attain high quality welds with temperatures that are consistently within the process window across the weld interface. Factors influencing the electrical behavior include electrode contact resistances and heating element dimensions.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/209559/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Conference or Workshop Item (Speech) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | CHARACTERIZATION OF A TEST BENCH SYSTEM FOR CONTINUOUS RESISTANCE WELDING OF THERMOPLASTIC COMPOSITE JOINTS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 20 May 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | SAMPE 2024 Conference and Exhibition | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.33599/nasampe/s.24.0121 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 0892-2624 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISBN: | 978-193455145-5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | Thermoplastic composites, joining, resistance welding, fusion bonding | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Title: | Society for the Advancement of Material and Process Engineering (SAMPE) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Location: | Long Beach, America | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Type: | international Conference | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Start Date: | 20 May 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event End Date: | 23 May 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Organizer: | Society for the Advancement of Material and Process Engineering (SAMPE) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Aeronautics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Components and Systems | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Aeronautics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | L CS - Components and Systems | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | L - Structural Materials and Design | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Augsburg | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Structures and Design > Automation and Production Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Endraß, Manuel | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 09 Jan 2025 15:19 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 01 Sep 2025 14:50 |
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