表面硅烷改性和激光加工微倒钩结构对铝合金-CFRP胶接接头性能的影响

作     者：张书平 曹宇 杨文峰 蔡燕 刘文文 朱德华 张还 Zhang Shuping;Cao Yu;Yang Wenfeng;Cai Yan;Liu Wenwen;Zhu Dehua;Zhang Huan

作者机构：温州大学激光加工机器人国际科技合作基地浙江温州325035 中国民用航空飞行学院航空工程学院四川广汉618307 温州大学激光与光电智能制造研究院浙江温州325105 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2023年第50卷第12期

页      面：102-110页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0702[理学-物理学] 

基　　金：浙江省自然科学基金重点项目(LD22E050001) 四川省科技计划(2021YFSY0025) 温州市科技项目(ZG2020038和H2020004) 

主　　题：激光技术 脉冲激光器 激光材料加工 碳纤维增强塑料 胶接接头 拉伸剪切强度 

摘      要：碳纤维复合增强材料(CFRP)作为一种力学性能优异的新材料,已经成为航空和汽车轻量化领域的优选材料。因此实现CFRP与铝合金的高强度连接是提升CFRP与铝合金复合结构件整体强度的关键。提出了一种激光阶梯扫描制备倒钩阵列的方法,并将该方法与硅烷表面改性相结合,实现了铝合金与CFRP接头的高强度连接。实验结果表明:激光阶梯扫描制备的倒钩阵列大大增强了胶接界面之间的机械互锁效应,进而增强了接头强度。硅烷偶联剂改性后铝合金与黏结剂之间出现了硅烷过渡层,接头强度得到进一步提升。与砂纸粗化处理相比,激光处理后强度提升了24.6%,达到16.7 MPa,硅烷改性后强度得到进一步提升,达到17.4 MPa。