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通过激光加工预处理改性金属表面结构实现碳纤维增强塑料与金属的强摩擦搭接接头
摘要： 金属与碳纤维增强塑料（CFRP）的强异种材料连接在众多领域的轻量化设计中需求迫切，但直接通过焊接实现极具挑战性。本研究首先采用激光加工方法对5052铝合金和普通碳钢进行预处理，制备出粗糙多孔的金属表面，随后通过摩擦搭接焊将其与聚酰胺6基CFRP连接。所得CFRP-铝合金和CFRP-钢异种接头的最大拉伸剪切力分别达到4.9千牛和3.9千牛，接头效率分别为78%和62%，较原始状态金属-CFRP接头提升三倍以上。这是首次报道通过辅助激光处理技术强化金属-CFRP摩擦焊接头的研究。接头强度的显著提升可归因于金属-CFRP界面处机械锚固结构和化学键合区域的大幅增加。
关键词： 金属、激光加工、机械互锁、异种材料连接、搅拌摩擦焊、碳纤维增强塑料
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过表面激光预处理实现聚丙烯/铝合金摩擦点焊的强连接
摘要： 轻量化设计对金属与非极性塑料异种材料高强度连接的需求日益增长，但直接通过焊接实现此类连接极具挑战性。本研究通过在铝合金表面设计激光预处理工艺，制备出具有深孔结构的铝基多孔表面，并成功采用摩擦点焊将其与聚丙烯（PP）连接。接头最高强度达29 MPa，与基体PP强度相当（即接头效率达100%），远超现有报道水平。铝合金与PP的连接机制主要源于激光加工形成的铝多孔结构与重熔PP之间产生的显著机械互锁效应，以及界面处化学键的形成。经激光处理的深孔铝表面结构显著改变了Al-PP反应特性，首次在非极性塑料/铝接头界面检测到C-O-Al化学键证据，该键合源于焊接过程中铝合金表面氧化物与PP热氧化产物的反应。本研究为通过表面激光处理技术增强金属-塑料连接提供了新途径。
关键词： 表面处理，聚合物，界面，混合接头，金属，搅拌摩擦焊
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019年第五届机电系统与机器人国际会议(ICMSR) - 新加坡(2019.5.3-2019.5.5)] 2019年IEEE第五届机电系统与机器人国际会议(ICMSR) - 基于二维激光轮廓仪的五轴搅拌摩擦焊接装配间隙在机测量与补偿
摘要： 间隙宽度控制是搅拌摩擦焊（FSW）的重要任务，因为装配间隙宽度会极大影响焊接质量。本文开发了一种基于二维激光轮廓仪的机载测量（OMM）系统新方法。该方法分为三个步骤：首先通过运动学分析和校准建立激光传感器坐标系与工件坐标系（WCS）的转换关系；其次采用自动识别算法获取宽度信息；最后提出基于测量结果的补偿策略。实验验证了所提补偿方法的有效性，结果表明该方法能显著提高装配间隙宽度的精度和均匀性。
关键词： 搅拌摩擦焊、间隙检测、激光轮廓仪、机内测量
更新于2025-09-16 10:30:52
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声发射与激光光声技术在搅拌摩擦焊缺陷形成各阶段的应用
摘要： 本文涵盖了激光超声和声发射无损检测方法的基本方面，用于监测搅拌摩擦焊在变形和断裂过程中的应用。获得了此类焊缝的应力-应变曲线，并确定了铝镁合金焊接接头的力学特性。利用声弹性效应测量了机械应力水平。记录并分析了一维加载激发的声发射信号。研究表明，焊接接头试样在变形和断裂过程中的声发射与材料塑性流动过程有关。含缺陷焊接接头破坏过程中声发射参数的分布特征具有独特性。在一维准静态加载条件下，声发射事件计数率是最具信息量的参数。
关键词： 搅拌摩擦焊、激光光声技术、铝镁合金、声发射、缺陷形成
更新于2025-09-16 10:30:52