研究目的
研究激光纹理化对30CrMnSiA钢接头结合性能的影响。
研究成果
研究表明,激光纹理化显著改善了30CrMnSiA钢基材的表面粗糙度和润湿性,从而增强了胶接接头的结合强度。网格图案化基材显示出最显著的改善效果。经湿热老化后,胶接性能有所下降,但网格图案试样的残余强度最高。所有胶接接头的断裂模式均未发生变化。
研究不足
该研究聚焦于激光纹理化对30CrMnSiA钢接头结合性能的影响,未探究其他表面处理方法的作用。实验在受控实验室条件下进行,实际应用中的结果可能存在差异。
1:实验设计与方法选择:
采用纳秒光纤激光在30CrMnSiA钢基体上加工出凹坑、沟槽和网格三种纹理图案。通过表面形貌、表面粗糙度(Ra和Rz)及润湿性对处理后的表面进行表征。制备单搭接胶接接头并观察断口形貌,开展加速湿热老化实验。
2:样品选择与数据来源:
以30CrMnSiA钢为基体材料,将板材切割成100 mm × 25 mm×2 mm规格。
3:实验设备与材料清单:
脉冲光纤激光器(SP-070P-A-EP-Z-B-Y)、超景深光学显微镜(OM,DSX510)、场发射扫描电子显微镜(FESEM,MERLIN Compact)、接触角测量仪(JGW-360B)、万能材料试验机(Instron 5967)、高低温湿热试验箱(GPL-2,ESPEC LIMITED,中国上海)。
4:0)、场发射扫描电子显微镜(FESEM,MERLIN Compact)、接触角测量仪(JGW-360B)、万能材料试验机(Instron 5967)、高低温湿热试验箱(GPL-2,ESPEC LIMITED,中国上海)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过脉冲光纤激光加工纹理图案,对处理后的表面进行形貌、粗糙度(Ra和Rz)及润湿性表征,制备单搭接胶接接头并观察断口形貌,开展加速湿热老化实验。
5:数据分析方法:
采用光学显微镜评估表面形貌轮廓及Ra、Rz粗糙度,通过座滴法测量静态接触角,拉伸剪切强度由载荷(F)与胶接面积(S)的比值计算得出。
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pulsed fiber laser
SP-070P-A-EP-Z-B-Y
HAN’S LASER
Laser texturing of 30CrMnSiA steel substrates
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super depth optical microscopy
DSX510
Observation of surface morphology
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field emission scanning electron microscope
MERLIN Compact
Observation of surface morphology
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contact angle measuring instrument
JGW-360B
Measurement of static contact angle
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Instron 5967
Tensile tests of adhesive bonded joints
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high-low temperature-humidity test chamber
GPL-2
ESPEC LIMITED
Accelerated hygrothermal aging experiments
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