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。