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激光去除碳纤维复合材料表面树脂工艺试验及胶接性能研究
1
作者
王伟
王蔚
+4 位作者
姚天昊
纪冬
田硕
刘伟军
卞宏友
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第6期172-184,共13页
在航空航天复合材料使用过程中,不可避免地要与金属材料进行连接,因此保障接头的强度尤为重要。采用脉冲光纤激光器对碳纤维复合材料(CFRP)表面的树脂进行激光去除,研究了激光能量密度和激光行进速度对去除后试样的微观形貌及元素含量...
在航空航天复合材料使用过程中,不可避免地要与金属材料进行连接,因此保障接头的强度尤为重要。采用脉冲光纤激光器对碳纤维复合材料(CFRP)表面的树脂进行激光去除,研究了激光能量密度和激光行进速度对去除后试样的微观形貌及元素含量的影响规律。选用不同参数组合进行清洗试验,分析清洗后表面接触角和自由能的变化规律。然后进行胶接实验,并在胶接后对胶接件进行拉伸测试和疲劳测试,分析断面形貌来验证激光去除树脂对胶接性能的影响。研究结果表明,树脂的去除量随着激光能量密度的增加或行进速度的减小而逐渐变多;在试验中,当激光能量密度为6.37 J/cm^(2)、激光行进速度为4 mm/s时,基体表面的接触角最小,表面自由能最高,拉伸强度是未清洗表面的两倍以上,并且具有良好的疲劳特性。通过工艺参数的合理选择可以有效去除CFRP表面树脂,并获得较好的表面形貌,同时也能保证碳纤维没有损伤,提升其胶接后的力学性能。最后,通过分析确定了表面树脂去除机制为烧蚀气化和振动效应。
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关键词
激光去除
碳纤维复合材料
微观形貌
机械性能
树脂
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职称材料
题名
激光去除碳纤维复合材料表面树脂工艺试验及胶接性能研究
1
作者
王伟
王蔚
姚天昊
纪冬
田硕
刘伟军
卞宏友
机构
沈阳工业大学辽宁省激光表面工程技术重点实验室
沈阳工业大学
机械
工程
学院
出处
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第6期172-184,共13页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFB4602202)
国家自然科学基金项目(52375456)
辽宁省科技厅项目(2023-MSLH-239)。
文摘
在航空航天复合材料使用过程中,不可避免地要与金属材料进行连接,因此保障接头的强度尤为重要。采用脉冲光纤激光器对碳纤维复合材料(CFRP)表面的树脂进行激光去除,研究了激光能量密度和激光行进速度对去除后试样的微观形貌及元素含量的影响规律。选用不同参数组合进行清洗试验,分析清洗后表面接触角和自由能的变化规律。然后进行胶接实验,并在胶接后对胶接件进行拉伸测试和疲劳测试,分析断面形貌来验证激光去除树脂对胶接性能的影响。研究结果表明,树脂的去除量随着激光能量密度的增加或行进速度的减小而逐渐变多;在试验中,当激光能量密度为6.37 J/cm^(2)、激光行进速度为4 mm/s时,基体表面的接触角最小,表面自由能最高,拉伸强度是未清洗表面的两倍以上,并且具有良好的疲劳特性。通过工艺参数的合理选择可以有效去除CFRP表面树脂,并获得较好的表面形貌,同时也能保证碳纤维没有损伤,提升其胶接后的力学性能。最后,通过分析确定了表面树脂去除机制为烧蚀气化和振动效应。
关键词
激光去除
碳纤维复合材料
微观形貌
机械性能
树脂
Keywords
laser stripping
carbon fiber composite materials
microstructure
mechanical properties
resin
分类号
TN249 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
激光去除碳纤维复合材料表面树脂工艺试验及胶接性能研究
王伟
王蔚
姚天昊
纪冬
田硕
刘伟军
卞宏友
《红外与激光工程》
北大核心
2025
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