PT109561A

PT109561A - STRUCTURE OF WELDING BOARD AND RESPIRATORY WELDING METHOD

Info

Publication number: PT109561A
Application number: PT109561A
Authority: PT
Inventors: Miguel Guimarães Pires Moreira Pedro; Filipe Martins Da Silva Lucas; Filipe Oliveira Braga Daniel; Isabel Monteiro Nabais Infante Virginia
Original assignee: Inegi Inst De Engenharia Mecanica E Gestao Industrial
Priority date: 2016-08-01
Filing date: 2016-08-01
Publication date: 2018-02-01

Abstract

O PRESENTE PEDIDO DESCREVE UMA ESTRUTURA DE JUNTA DE SOLDADURA E O RESPETIVO MÉTODO DE SOLDADURA. A ESTRUTURA COMPREENDE LIGAÇÕES ESTRUTURAIS DE SUBSTRATOS (1) ATRAVÉS DE UM CORDÃO DE SOLDADURA (3), EFETUADO POR FRICÇÃO LINEAR E ADESÃO ESTRUTURAL, COM CAPACIDADE DE AUTOMONITORIZAÇÃO COM RECURSO A SENSORES ÓPTICOS, EMBEBIDOS NA FIBRA ÓPTICA (4) E EMBUTIDOS NA CAMADA DE ADESIVO ESTRUTURAL (2). ESTES SENSORES SÃO COLOCADOS NA POSIÇÃO QUE SE PRETENDE FINAL NO INTERIOR DA JUNTA DE SOLDADURA QUANDO ESTA AINDA SE ENCONTRA ABERTA. O ADESIVO (2) É POSTERIORMENTE DEPOSITADO SOBRE ESTES ELEMENTOS E É DEIXADO CURAR COM OS SENSORES EMBEBIDOS NO INTERIOR DO ADESIVO (2). DURANTE A FASE DE DEPOSIÇÃO DO ADESIVO (2), A FIBRA ÓPTICA (4) É TENSIONADA DE FORMA A GARANTIR A SUA CORRETA POSIÇÃO. A TECNOLOGIA É ÚTIL POIS PERMITE MONITORIZAR A INTEGRIDADE ESTRUTURAL DURANTE O SERVIÇO EM ESTRUTURAS EM QUE A SEGURANÇA É CRÍTICA.THE PRESENT APPLICATION DESCRIBES A WELDING BOARD STRUCTURE AND THE RESPECTIVE WELDING METHOD. STRUCTURE IS UNDER STRUCTURAL CONNECTIONS OF SUBSTRATES (1) THROUGH A WELDING CORD (3), PERFORMED BY LINEAR FRICTION AND STRUCTURAL ADHESION, WITH AUTOMOTIVE CAPACITY RESOURCED WITH OPTICAL SENSORS, EMBEDDED IN OPTICAL FIBER (4) AND EMBEDDED IN THE LAYER OF STRUCTURAL ADHESIVE (2). THESE SENSORS ARE PLACED IN THE POSITION THAT IS INTENDED FINAL INSIDE THE WELDING BOARD WHEN THIS STILL IS OPENED. The adhesive (2) is subsequently deposited on these elements and is allowed to cure with the sensors squeezed inside the adhesive (2). DURING THE DEPOSITION PHASE OF THE ADHESIVE (2), THE OPTICAL FIBER (4) IS TENSIONED TO GUARANTEE ITS CORRECT POSITION. TECHNOLOGY IS USEFUL WHERE IT ALLOWS MONITORING STRUCTURAL INTEGRITY DURING SERVICE IN STRUCTURES IN WHICH SAFETY IS CRITICAL.

Description

DESCRIÇÃO "Estrutura de junta de soldadura e respetivo método de soldadura""Weld joint structure and respective method of welding"

Domínio Técnico 0 presente pedido descreve uma estrutura de junta de soldadura e o respetivo método de soldadura.Technical Field The present application describes a weld joint structure and the respective welding method.

Antecedentes A soldadura por fricção linear [1] é um processo capaz de soldar materiais que de outra forma seriam difíceis de soldar, tais como ligas de alumínio, magnésio, cobre, etc. Este processo de soldadura permite diferentes configurações de junta como topo a topo, sobreposição ou junta em T. Esta última é regularmente usada para reforço estrutural de placas e cascas, já que permite soluções de aumento de rigidez com reduzido acrescento de peso. Para além deste facto este tipo de junta também pode ser usado para controlo de crescimento de fendas de fadiga. A conjugação de soldadura com adesão estrutural foi já referida em diversas publicações científicas, utilizando diferentes técnicas de soldadura. Originalmente o processo foi desenvolvido pelo Edison Welding Institute (EWI), Columbus, OH, utilizando a soldadura laser, conforme descrito em [2].BACKGROUND Linear friction welding [1] is a process capable of welding materials that would otherwise be difficult to weld, such as aluminum, magnesium, copper, etc. alloys. This welding process allows for different joint configurations such as toe, overlap or T-joint. The latter is regularly used for structural reinforcement of plates and shells, as it allows solutions of increase of stiffness with reduced weight. In addition to this fact, this type of joint can also be used for growth control of fatigue cracks. The welding conjugation with structural adhesion has already been mentioned in several scientific publications, using different welding techniques. Originally the process was developed by the Edison Welding Institute (EWI), Columbus, OH, using laser welding, as described in [2].

Nos documentos [3] e [4] são descritos métodos para a produção de juntas soldadas por fricção linear com inclusão de um adesivo entre as duas peças a ligar. Contudo, a tecnologia agora divulgada acrescenta a capacidades de auto monitorização da integridade da estrutura.Methods for the production of linear friction welded joints with the inclusion of an adhesive between the two parts to be connected are described in documents [3] and [4]. However, the technology now disclosed adds to the self-monitoring capabilities of the integrity of the structure.

Um exemplo de utilização deste tipo de sensores para criar materiais com capacidade de auto monitorização é descrito em [5]. Este documento descreve uma estrutura com sensores de rede de Bragg (FBG) embebidos em que quando é medido e processado o sinal dos diversos sensores torna-se possível descrever o estado de carregamento do material. Contudo, a tecnologia agora proposta utiliza sensores ópticos embebidos numa junta estrutural para monitorização estrutural.An example of using this type of sensors to create materials with self-monitoring capability is described in [5]. This document describes a structure with embedded Bragg (FBG) network sensors whereby when the signal from the various sensors is measured and processed it becomes possible to describe the state of loading of the material. However, the technology now proposed uses optical sensors embedded in a structural joint for structural monitoring.

Referências [1] Thomas, W.M., et ai., Improvements relating to friction welding, E.P. Office, Editor. 1993.References [1] Thomas, W.M., et al., Improvements relating to friction welding, E.P. Office, Editor. 1993.

[2] WO 2005/030484 [3] EP 2008751 A2.[2] WO 2005/030484 [3] EP 2008751 A2.

[4] EP 1745882 Al [5] US 2014/0022529 Al.[4] EP 1745882 A1 [5] US 2014/0022529 A1.

Sumário O presente pedido descreve uma estrutura de junta de soldadura que compreende uma ligação estrutural realizada por soldadura por fricção linear e adesão estrutural em simultâneo e sensores ópticos embebidos na fibra óptica, a qual por sua vez está embebida na camada de adesivo estrutural.SUMMARY The present application describes a weld joint structure comprising a structural connection performed by linear friction welding and simultaneous structural adhesion and optical sensors embedded in the optical fiber, which in turn is embedded in the structural adhesive layer.

Numa forma de realização, os sensores ópticos, embebidos na fibra óptica, usados na estrutura de junta de soldadura estão posicionados na direção do cordão de soldadura.In one embodiment, the optical sensors embedded in the optical fiber used in the weld joint structure are positioned in the direction of the weld bead.

Ainda numa outra forma de realização, a estrutura de junta de soldadura compreende sensores ópticos de temperatura e/ou pressão ou outros sensores ópticos embebidos na fibra óptica. 0 presente pedido descreve ainda o método de obtenção da estrutura de junta de soldadura que compreende os seguintes passos: - posicionamento dos substratos num molde; - posicionamento das fibras ópticas; - fracionamento das fibras ópticas; deposição do adesivo estrutural na zona de sobreposição da junta; - pré-cura do adesivo estrutural; - elaboração da soldadura por fricção linear; - finalização da cura do adesivo estrutural; - avaliação não-destrutiva.In yet another embodiment, the weld joint structure comprises optical temperature and / or pressure sensors or other optical sensors embedded in the optical fiber. The present application further describes the method of obtaining the weld joint structure comprising the following steps: positioning the substrates in a mold; - positioning of the optical fibers; fractionation of optical fibers; deposition of the structural adhesive in the area of overlap of the joint; - pre-cure of the structural adhesive; - preparation of the welding by linear friction; - finishing of the cure of the structural adhesive; - non-destructive evaluation.

Numa forma de realização, o fracionamento das fibras ópticas é efetuado pela utilização de um adesivo cianocrilato auxiliar de forma a ligar as fibras ópticas e os substratos, o uso de molas e/ou pesos entre o molde e as fibras ópticas, ou outros dispositivos de fixação e extensão das fibras ópticas.In one embodiment, the fractionation of the optical fibers is effected by the use of an auxiliary cyanoacrylate adhesive in order to bond the optical fibers and substrates, the use of springs and / or weights between the mold and the optical fibers, or other fixation and extension of optical fibers.

Numa outra forma de realização, a pré-cura do adesivo estrutural é realizada com recurso a pressão e/ou temperatura sobre a deposição.In another embodiment, the pre-cure of the structural adhesive is performed using pressure and / or temperature on the deposition.

Ainda numa outra forma de realização, a pré-cura do adesivo estrutural é realizada com recurso a vácuo e/ou temperatura.In yet another embodiment, the pre-cure of the structural adhesive is performed using a vacuum and / or temperature.

Numa forma de realização, a cura do adesivo estrutural é efetuada a temperaturas compreendidas entre 0°C e 200°C.In one embodiment, cure of the structural adhesive is effected at temperatures ranging from 0 ° C to 200 ° C.

Numa outra forma de realização, a avaliação não-destrutiva compreende os seguintes passos: - É ligada uma fonte de luz às fibras ópticas que excita os sensores ópticos com um sinal de luz com comprimento de onda conhecido; - Com os esforços de serviço as fibras ópticas e por sua vez os sensores ópticos são solicitados; - Leitura do sinal de luz de retorno e análise da diferença de comprimento de onda entre a entrada e a saída; - Com recurso à curva de calibração do sensor óptico faz-se a tradução de diferença de comprimento de onda para extensão.In another embodiment, the nondestructive evaluation comprises the following steps: A light source is connected to the optical fibers which excite the optical sensors with a light signal of known wavelength; - With the service efforts the optical fibers and in turn the optical sensors are requested; - Reading of the return light signal and analysis of the wavelength difference between the input and the output; - With the calibration curve of the optical sensor the translation of wavelength difference for extension is made.

Descrição Geral 0 presente pedido descreve uma estrutura de junta de soldadura, e o respetivo método de soldadura, a qual tem aplicação nas áreas de ligações estruturais e de monitorização estrutural utilizando tecnologias de soldadura por fricção linear, de adesão estrutural e de sensores ópticos embebidos numa fibra óptica.General Description The present application describes a weld joint structure, and the respective welding method, which is applicable in the areas of structural connections and structural monitoring using linear friction welding, structural adhesion and optical sensor technologies embedded in a optical fiber.

Esta tecnologia compreende ligações estruturais de metais através de soldadura por fricção linear e adesão estrutural com capacidade de auto monitorização com recurso a sensores ópticos embebidos numa fibra óptica, embutida na camada de adesivo estrutural. Estes sensores são colocados na posição que se pretende final no interior da junta quando esta ainda se encontra aberta. 0 adesivo estrutural é posteriormente depositado sobre estes elementos numa fase ainda por curar e é deixado curar com os sensores embebidos no interior do adesivo. Durante a fase de deposição do adesivo estrutural, a fibra óptica é tensionada de forma a garantir a sua correta posição .This technology comprises metal structural bonds through linear friction welding and structural adhesion with self-monitoring capability using optical sensors embedded in an optical fiber, embedded in the structural adhesive layer. These sensors are placed in the intended position inside the joint when it is still open. The structural adhesive is subsequently deposited on these elements in an uncured phase and is allowed to cure with the sensors embedded within the adhesive. During the deposition phase of the structural adhesive, the optical fiber is tensioned to ensure its correct position.

Desta forma, a tecnologia agora desenvolvida é útil pois permite monitorizar a integridade estrutural durante o serviço em estruturas em que a segurança é critica permitindo redução de custos e aumentando os intervalos entre paragens para inspeção e o uso de manutenção preventiva. A capacidade de monitorização das deformações durante a fase de soldadura permite também que esta tecnologia seja usada no controlo de qualidade da produção das próprias juntas. A grande vantagem desta tecnologia é a capacidade de autodiagnóstico do estado estrutural. Para tal é decisivo que se efetue o embebimento da fibra óptica, e respetivos sensores óticos, na junta sendo assim possível medir deformações sofridas na junta em tempo real. Este embebimento das fibras ópticas é conseguido através do posicionamento das fibras ópticas no substrato inferior da junta antes da deposição do adesivo estrutural. Quando o adesivo é depositado por cima das fibras, as fibras ficam embebidas no mesmo. Em indústrias onde a segurança estrutural é crítica a metodologia de projeto utilizada é a tolerância ao dano, que requer redundância de sistemas em conjunto com ciclos de inspeção para auferir o estado da resistência residual. Contudo, esses ciclos de inspeção requerem que o componente ou sistema a ser inspecionado esteja fora de serviço causando custos não só com a operação de inspeção em si, mas também com a perda de rendimentos, já que o sistema não está em serviço. A capacidade de monitorização durante o serviço do estado estrutural permite alargar esses períodos de inspeção mantendo um elevado grau de fiabilidade na integridade estrutural do sistema.In this way, the technology now developed is useful because it allows monitoring of structural integrity during service in structures where safety is critical, allowing cost reduction and increasing intervals between stops for inspection and the use of preventive maintenance. The ability to monitor deformations during the welding phase also allows this technology to be used in quality control of the production of the joints themselves. The great advantage of this technology is the ability to self-diagnose the structural state. For this it is decisive that the optical fiber and its optical sensors are embedded in the joint and thus it is possible to measure deformations suffered in the joint in real time. This embedding of the optical fibers is achieved by positioning the optical fibers in the lower substrate of the joint prior to the deposition of the structural adhesive. When the adhesive is deposited over the fibers, the fibers become embedded therein. In industries where structural safety is critical the design methodology used is damage tolerance, which requires redundancy of systems in conjunction with inspection cycles to derive residual resistance status. However, these inspection cycles require that the component or system to be inspected is out of service causing costs not only with the inspection operation itself, but also with loss of revenue, since the system is not in service. The monitoring capability during structural condition service allows to extend these inspection periods maintaining a high degree of reliability in the structural integrity of the system.

Outra vantagem desta tecnologia é a capacidade de monitorização durante uma das fases de fabrico, a fase da soldadura por fricção linear, através da obtenção do sinal de deformação nos sensores utilizando um medidor de parâmetros de rede de Bragg. Ao monitorizar esta fase é possível fazer um controlo de qualidade em tempo real, já que deformações medidas fora de valores pré-determinados traduzem-se diretamente no aparecimento de defeitos de fabrico.Another advantage of this technology is the ability to monitor during one of the manufacturing phases, the linear friction welding phase, by obtaining the deformation signal in the sensors using a Bragg network parameter meter. By monitoring this phase it is possible to perform a quality control in real time, since deformations measured outside predetermined values directly translate into the appearance of manufacturing defects.

Além de sensores ópticos de deformação, outros sensores ópticos poderão estar embebidos na fibra óptica, como sensores ópticos de temperatura, através do mesmo método de deposição do adesivo estrutural anteriormente indicado, permitindo medição tanto durante o processo de soldadura como durante o serviço do componente.In addition to optical strain sensors, other optical sensors may be embedded in the optical fiber, such as optical temperature sensors, through the same method of deposition of the structural adhesive indicated above, allowing measurement both during the welding process and during service of the component.

Das vantagens da tecnologia agora proposta salientam-se as seguintes caraterísticas: • Capacidade de medir deformações em tempo real em serviço; • Capacidade de medição de deformações durante fase do processo de fabrico para efeitos de controlo de qualidade; • Insensível a interferências eletromagnéticas; • Flexibilidade na posição e quantidade de pontos de medição na junta.The advantages of the technology now proposed include the following features: • Capacity to measure deformation in real time in service; • Capacity to measure deformations during the manufacturing process for quality control purposes; • Insensitive to electromagnetic interference; • Flexibility in the position and quantity of measuring points in the joint.

Breve Descrição das FigurasBrief Description of the Figures

Para uma melhor compreensão das formas de realização, as figuras representam algumas dessas formas, que não deverão, de forma alguma, ser vistas como uma limitação ao objeto da invenção.For a better understanding of the embodiments, the figures represent some of those forms, which should in no way be seen as a limitation to the object of the invention.

Na Figura 1 é ilustrada uma configuração de junta em T, em que os números de referência dizem respeito aos seguintes elementos: 1 - substrato; 2 - adesivo estrutural; 3 - cordão de soldadura; 4 - fibra óptica.In Figure 1 there is shown a T-joint configuration, wherein the reference numerals relate to the following elements: 1 - substrate; 2 - structural adhesive; 3 - weld bead; 4 - optical fiber.

Na Figura 2 é ilustrado um detalhe da configuração de junta em T ilustrada na figura 1, em que os números de referência dizem respeito aos seguintes elementos: 1 - substrato; 2 - adesivo estrutural; 3 - cordão de soldadura; 4 - fibra óptica.In Figure 2 there is shown a detail of the T-joint configuration shown in Figure 1, wherein the reference numerals relate to the following elements: 1 - substrate; 2 - structural adhesive; 3 - weld bead; 4 - optical fiber.

Na figura 3 é ilustrada uma configuração de junta de sobreposição, em que os números de referência dizem respeito aos seguintes elementos: 1 - substrato; 3 - cordão de soldadura; 4 - fibra óptica; 5 - sensor óptico.In figure 3 is shown an overlapping joint configuration, wherein the reference numerals relate to the following elements: 1 - substrate; 3 - weld bead; 4 - optical fiber; 5 - optical sensor.

Descrição Detalhada das Formas de RealizaçãoDetailed Description of the Forms

Em seguida, algumas formas de realização vão ser descritas de forma mais pormenorizada, as quais não pretendem, contudo, limitar o âmbito do presente pedido. 0 presente pedido descreve uma estrutura de junta de soldadura, e o respetivo método de soldadura. A ligação estrutural metálica proposta nesta tecnologia introduz a capacidade de auto monitorização com recurso a sensores ópticos (5) embebidos em fibra óptica (4), sendo a referida fibra óptica embutida na camada de adesivo estrutural (2). A utilização de sensores ópticos (5) embebidos em fibra óptica (4) nesta aplicação permite que as medições sejam isentas de interferências eletromagnéticas quando usadas em ambientes adversos, aumentando assim o grau de fiabilidade na medição do mesmo quando esta é realizada em serviço e não num ambiente laboratorial completamente controlado. A Figura 1 ilustra um corte de uma ligação em T usando a tecnologia agora divulgada. Os substratos (1) são ligados usando simultaneamente um adesivo estrutural (2) e um cordão de soldadura (3) por fricção linear (FSW). Embutido no adesivo estrutural (2) estão as fibras ópticas (4) que contêm os sensores de deformação FBG (Fibre Bragg Grating) ou outros sensores ópticos (5). 0 adesivo estrutural (2) utilizado pode ser por exemplo um adesivo epóxi, como o éter de diglicidilo de bisfenol A (DGEBA).Thereafter, some embodiments will be described in more detail, which are not intended, however, to limit the scope of the present application. The present application describes a welding joint structure, and the respective method of welding. The metallic structural bond proposed in this technology introduces the ability to self-monitor using optical sensors (5) embedded in optical fiber (4), said optical fiber being embedded in the structural adhesive layer (2). The use of optical sensors (5) embedded in optical fiber (4) in this application allows the measurements to be free from electromagnetic interference when used in adverse environments, thus increasing the reliability of measurement when the measurement is performed in service and not in a fully controlled laboratory environment. Figure 1 shows a section of a T-bond using the technology now disclosed. The substrates (1) are connected using both a structural adhesive (2) and a weld bead (3) by linear friction (FSW). Embedded in the structural adhesive 2 are the optical fibers 4 which contain the FBG (Fiber Bragg Grating) or other optical sensors (5). The structural adhesive (2) used may be for example an epoxy adhesive, such as diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA).

Diferentes configurações de junta são possíveis. A figura 1 e 2 mostram juntas em T e a figura 3 demonstra o uso desta tecnologia em configuração de sobreposição. Os substratos (1) podem variar em material e espessuras, já que tanto a soldadura por fricção linear e a adesão estrutural permitem essa flexibilidade. Juntas dissimilares são também possíveis de obter com os substratos (1) de materiais e espessuras diferentes na mesma junta.Different joint configurations are possible. Figure 1 and 2 show T-joints and Figure 3 demonstrates the use of this technology in overlapping configuration. The substrates 1 may vary in material and thickness, since both linear friction welding and structural adhesion allow such flexibility. Dissimilar joints are also possible to obtain with the substrates (1) of different materials and thicknesses in the same joint.

Exemplos de AplicaçãoApplication Examples

Uma forma possível de se utilizar a ferramenta proposta é descrita em seguida:One possible way to use the proposed tool is described below:

Aquando da produção das juntas, os substratos (1) são posicionados num molde que será usado ao longo de todo o processo produtivo. Este molde serve de suporte durante as diferentes etapas de fabrico e deve garantir o rigor geométrico da junta, bem como as condições necessárias à fixação durante a fase de soldadura. De seguida são posicionadas as fibras ópticas (4) em função da distância do cordão de soldadura a que se pretende medir a deformação sobre a superfície que será de seguida ligada de forma a garantir o posicionamento correto das mesmas. A tração das fibras ópticas (4) pode ser obtida de diversas formas, dando como exemplo o uso de um adesivo cianocrilato auxiliar de forma a ligar as fibras ópticas (4) e os substratos (1), o uso de molas e/ou pesos entre o molde e as fibras ópticas (4), ou outros dispositivos de fixação e extensão das fibras ópticas (4) . Após posicionamento das fibras ópticas (4) é realizada a deposição do adesivo estrutural (2) na zona de sobreposição da junta, sendo esta "fechada" com o posicionamento do substrato (1) superior. Seguidamente poder-se-á realizar uma pré-cura do adesivo estrutural (2) que deve ser realizada com recurso a pressão sobre a deposição ou opcionalmente recurso a vácuo para evitar retenção de ar na junta. Esta pré-cura poderá ser rápida ou não dependo do estado de cura desejado antes da soldadura, já que as propriedades mecânicas da junta serão dependentes das condições de cura do adesivo estrutural (2) . Com o adesivo estrutural (2) num estado não completamente curado, caso na etapa anterior não tenha sido permitida a cura completa do referido adesivo, (2) ou com este curado é realizada a soldadura por fricção linear. Para a realização deste passo o molde e os componentes a ligar deverão ser posicionados e restringidos de acordo com o requisito do processo de soldadura em si. Nesta fase poder-se-á recorrer aos sensores ópticos (5) embebidos nas fibras ópticas (4) de forma a medir deformações durante soldadura para efeitos de controlo de qualidade. Para realizar esta medição é necessário conectar as fibras ópticas (4) a um medidor, como por exemplo uma unidade de medição projetada especificamente para interrogar sensores baseados na rede de Bragg e adquirir o sinal das mesmas. Por fim é necessário completar a cura do adesivo estrutural (2), a qual poderá ser efetuada a temperaturas compreendidas tipicamente entre 0°C e 200°C. No final do processo de produção é necessário realizar uma medição dos valores dos sensores ópticos (5) para criar um valor de referência da junta com integridade estrutural completa. Estes valores serão usados em serviço para auferir a integridade estrutural face à medição de referência. Em serviço, os sinais para avaliação não destrutiva da junta são adquiridos conectando as fibras ópticas (4) a um interrogador.When producing the joints, the substrates (1) are positioned in a mold which will be used throughout the entire production process. This mold serves as a support during the different stages of manufacture and must guarantee the geometric rigor of the joint as well as the conditions necessary for fixing during the welding phase. Thereafter, the optical fibers 4 are positioned as a function of the distance of the weld bead which is intended to measure the deformation on the surface which will then be connected so as to ensure correct positioning thereof. The traction of the optical fibers 4 can be obtained in a number of ways, by way of example using an auxiliary cyanoacrylate adhesive in order to connect the optical fibers 4 and the substrates 1, the use of springs and / or weights between the mold and the optical fibers (4), or other devices for fixing and extending the optical fibers (4). After positioning the optical fibers (4), the structural adhesive (2) is deposited in the area of the overlap of the joint, which is "closed" with the positioning of the upper substrate (1). Subsequently a pre-cure of the structural adhesive (2) may be carried out which is to be carried out by means of pressure on the deposition or optionally using a vacuum to avoid retaining air in the joint. This pre-cure may be rapid or does not depend on the desired cure state prior to welding, since the mechanical properties of the joint will be dependent on the cure conditions of the structural adhesive (2). With the structural adhesive (2) in a not completely cured state, if in the previous step complete cure of said adhesive has not been allowed, (2) or with this curing, the welding is carried out by linear friction. In order to carry out this step the mold and the components to be connected must be positioned and restricted according to the requirement of the welding process itself. At this stage, optical sensors (5) embedded in the optical fibers (4) may be used to measure deformations during welding for quality control purposes. To carry out this measurement, it is necessary to connect the optical fibers (4) to a meter, such as a measuring unit specifically designed to interrogate sensors based on the Bragg network and acquire the signal thereof. Finally, it is necessary to complete the cure of the structural adhesive (2), which may be carried out at temperatures typically comprised between 0 ° C and 200 ° C. At the end of the production process, a measurement of the values of the optical sensors (5) is necessary to create a reference value of the joint with complete structural integrity. These values will be used in service to obtain structural integrity against the reference measurement. In service, signals for non-destructive evaluation of the gasket are acquired by connecting the optical fibers (4) to an interrogator.

Durante o serviço a avaliação não destrutiva é feita da seguinte forma: - É ligada uma fonte de luz às fibras ópticas (4) que excita os sensores ópticos (5) com um sinal de luz com comprimento de onda conhecido; - Com os esforços de serviço as fibras ópticas (4) e por sua vez os sensores ópticos (5) são solicitados; - 0 interrogador lê o sinal de luz de retorno e analisa a diferença de comprimento de onda entre a entrada e a salda; - Com recurso à curva de calibração do sensor óptico (5) faz-se a tradução de diferença de comprimento de onda para extensão. A invenção não está naturalmente limitada de forma alguma às formas de realização descritas, sendo que alguém com conhecimento mediano sobre a matéria poderá prever ou conceber várias modificações dentro do âmbito das reivindicações anexas.During the service the nondestructive evaluation is done as follows: - A light source is connected to the optical fibers (4) which excite the optical sensors (5) with a light signal of known wavelength; - With the service efforts the optical fibers (4) and in turn the optical sensors (5) are requested; - The interrogator reads the return light signal and analyzes the difference in wavelength between the input and the output; - Using the calibration curve of the optical sensor (5), the translation of the wavelength difference for extension is made. The invention is in no way limited in any way to the described embodiments, and one of ordinary skill in the art may foresee or conceive various modifications within the scope of the appended claims.

As formas de realização descritas são conciliáveis entre si. As reivindicações seguintes definem formas de realização adicionais da presente invenção.The described embodiments are reconcilable. The following claims define further embodiments of the present invention.

Lisboa, 19 de outubro de 2017.Lisbon, October 19, 2017.

Claims

A welding joint structure characterized by comprising a structural connection made by linear friction welding and simultaneous structural adhesion and optical sensors (5) embedded in the optical fiber (4), which in turn is embedded in the layer of structural adhesive (2) .

Welding joint structure according to the preceding claim, characterized in that the optical sensors (5) embedded in the optical fiber (4) are positioned in the direction of the weld bead (3).

Welding joint structure according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises optical temperature sensors and / or other optical sensors (5) embedded in the optical fiber (4).

Method of obtaining the weld joint structure described in any one of the preceding claims, characterized in that it comprises the following steps: - positioning the substrates (1) in a mold; positioning of the optical fibers (4); fractionation of the optical fibers (4); - deposition of the structural adhesive (2) in the area of overlap of the joint; - pre-cure of the structural adhesive (2); - preparation of the welding by linear friction; - completion of cure of the structural adhesive (2); - non-destructive evaluation.

The method of obtaining according to the preceding claim, characterized in that the traction of the optical fibers (4) is effected by the use of an auxiliary cyanoacrylate adhesive in order to connect the optical fibers (4) and the substrates (1), the use and / or weights between the mold and the optical fibers 4, or other optical fiber attachment and extension devices 4.

The method of obtaining according to any one of claims 4 and 5, characterized in that the pre-curing of the structural adhesive (2) is carried out using pressure and / or temperature on the deposition.

The method of obtaining according to any one of claims 4 and 5, characterized in that the pre-curing of the structural adhesive (2) is carried out using a vacuum and / or temperature.

The method of obtaining according to any one of claims 4 to 7, characterized in that the cure of the structural adhesive (2) is carried out at temperatures between 0 ° C and 200 ° C.

The method of obtaining according to any one of claims 4 to 7, characterized in that the non-destructive evaluation comprises the following steps: - A light source is connected to the optical fibers (4) which excite the optical sensors (5) with a light signal of known wavelength; - With the service efforts the optical fibers (4) and in turn the optical sensors (5) are requested; - reading the return light signal and analyzing the wavelength difference between the input and the output; - Using the calibration curve of the optical sensor (5), the translation of the wavelength difference for extension is made.