當(dāng)前CFRTP最常用的連接方法有機(jī)械連接、膠結(jié)、焊接等。其中,焊接利用了CFRTP基體材料熱塑性樹脂二次熔融的特點(diǎn),通過加熱熔融連接界面,使樹脂分子擴(kuò)散完成連接。該方法連接界面與基體材料有良好的相容性,連接強(qiáng)度和環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)于膠結(jié)方法,連接件的應(yīng)力分布比機(jī)械連接更均勻,不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,而且焊接工藝時(shí)間短,便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。作為一種非接觸式的焊接方式,激光焊接具有焊接速度快、焊接強(qiáng)度高、振動(dòng)應(yīng)力小、適合焊接復(fù)雜結(jié)構(gòu)件等優(yōu)勢(shì),在CFRTP的焊接上具有良好的應(yīng)用前景。
寧波材料所所屬先進(jìn)制造技術(shù)所激光與智能能量場(chǎng)制造團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)深圳研究院合作,針對(duì)CFRTP/金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)的激光連接技術(shù)進(jìn)行了研究。通過建立CFRTP-金屬激光直接連接數(shù)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)了焊接過程熱效應(yīng)的仿真,以及熔寬、熔深及熱損傷的預(yù)測(cè);對(duì)連接接頭組織表征分析,發(fā)現(xiàn)接頭處氣泡的存在導(dǎo)致應(yīng)力集中并產(chǎn)生微裂紋,成為接頭失效的主要原因,并對(duì)氣泡的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了研究(《電加工與模具》,2015,6:6-31);通過工藝創(chuàng)新,利用激光熔融填充樹脂方法可顯著提高CFRTP/金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)件的連接強(qiáng)度(發(fā)明專利:201510014414.4)。相關(guān)研究被評(píng)為“第十六屆全國(guó)特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議”大會(huì)優(yōu)秀論文(2015,11月1-3日,廈門,華僑大學(xué)),并在國(guó)際會(huì)議上報(bào)告(International Congress on Applications of Lasers & Electro–Optics, October 18-22, 2015, Atlanta, GA, USA),得到國(guó)內(nèi)外同行的關(guān)注。
該項(xiàng)目得到寧波市自然科學(xué)基金(2015A610078),深圳市基礎(chǔ)研究布局項(xiàng)目(JCYJ20150529162228734)的支持。
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