摘要
碳纤维增强热固性复合材料(CFRTS)和TC4钛合金具有较高的比强度和比刚性,轻量化效果十分明显,在航空航天、新能源汽车制造中广泛应用。为实现碳CFRTS与TC4钛合金的高强度连接,本文引入“激光清洗+树脂填充”的界面复合调控工艺。在CFRTS和TC4钛合金激光焊接之前,首先采用脉冲光纤激光器对CFRTS表面进行激光清洗处理,去除表层的环氧树脂,使CFRTS中的碳纤维裸露出来;其次利用脉冲光纤激光器对钛合金表面微织构处理,提升焊接时熔融树脂与TC4钛合金的接触面积并形成“咬合”结构;最后在清洗后的CFRTS和钛合金接触面之间添加合适厚度的聚酰胺(PA)树脂,进行激光辅助焊接。研究了激光清洗工艺对接头连接强度的影响,通过不同激光清洗工艺参数下CFRTS的表面形貌、PA树脂填充情况、接头断口形貌的对比分析,结果发现:激光清洗CFRTS可以显著增强CFRTS-TC4钛合金接头的强度,最大剪切强度可达23.77 MPa。
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