激光毛化6061铝合金与PEEK的搅拌摩擦搭接焊工艺及其接头性能

作     者：许嘉熇 李红军 

作者机构：浙江理工大学机械工程学院 

出 版 物：《中国有色金属学报》 (The Chinese Journal of Nonferrous Metals)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家重点研发计划(2023YFE0106400) 

主　　题：摩擦搭接焊 6061/聚醚醚酮(PEEK)混合接头 激光毛化 正交试验设计 连接机理 

摘      要：首先本研究使用激光毛化技术对铝合金进行表面处理，通过摩擦搭接焊实现了与PEEK的高质量连接。采用正交试验，研究了旋转速度、焊接速度和下压量对接头拉伸剪切性能的影响，确定了最佳工艺参数，并通过观察接头界面微观形貌阐述了连接机理。研究结果表明，对于焊接工艺，旋转速度对焊接接头质量的影响最为显著，其次是焊接速度，下压量铝合金的影响相对较小；确定了最佳工艺参数组合，即旋转速度为1000 r/min、焊接速度为70 mm/min、下压量为0.2 mm。在此工艺参数下，进行拉伸试验，接头的拉伸剪切力和强度分别可达到3749.10 N和14.99 MPa，接头在靠近PEEK端断裂，表明激光毛化接头具有良好的界面强化能力。此外，通过微观结构分析，6061/PEEK连接不仅存在机械嵌合，还存在化学键合作用，生成了新化学键Al-O-C，有助于接头强度的提高。