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结合模糊算法与遗传算法优化两步激光连接工艺制备的混合复合材料-聚合物接头
摘要： 本研究结合遗传算法与模糊逻辑，对采用两步激光连接工艺获得的混合复合材料-聚合物接头的剪切强度进行建模与优化。该工艺第一步采用30瓦纳秒激光对碳纤维增强聚合物（CFRP）层压板进行表面处理（清洁），此阶段可去除CFRP表层基体材料并在固定工艺参数条件下实施；第二步采用二极管激光通过激光辅助直接连接（LADJ）技术将CFRP与聚碳酸酯（PC）板材接合。实验依据实验设计（DOE）方法制定试验方案，通过改变激光功率与激光能量开展研究。为验证清洁效果，采用相同工艺参数对未经处理的层压板也进行了连接测试。采用方差分析（ANOVA）检测工艺参数的统计影响。结果表明激光处理与工艺参数均对接头性能产生显著影响。随后建立基于模糊逻辑与遗传算法组合的不确定性模型，用于寻找能在最低不确定度水平下实现最大接头强度的最优工艺参数组合。该方法特别适用于评估工艺参数变化对模型精度及工艺稳定性的影响程度。
关键词： 遗传算法、碳纤维增强复合材料、激光清洗、激光连接、混合接头、模糊逻辑
更新于2025-09-16 10:30:52
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温度和夹紧力对激光连接不同复合-金属组合接头强度的影响
摘要： 汽车工业中车辆重量是一项严格的限制条件，而新型材料组合可突破这一限制。激光传导焊接是一种新兴替代方案，但在连接异种金属-复合材料时仍面临挑战。迄今为止，主要研究方向均采用恒定工艺参数（激光功率与夹紧力），因此这些复合-金属接头在不同工艺参数下的表现及工艺本身的控制，仍是目前未知的研究领域。本文重点研究温度与夹紧力闭环控制系统的实施，针对不同复合-金属组合开展了多组设定点测试，并通过单搭接剪切试验评估接头强度，最终为每种材料组合确定了最优连接工艺参数。
关键词： 质量保证，激光连接，金属-复合材料连接，激光粘接，过程控制
更新于2025-09-12 10:27:22
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热塑性塑料与金属的热连接：基于激光辐射和钨极惰性气体电弧工艺的钢表面处理
摘要： 基于激光的连接是实现金属-塑料混合结构的一种潜在关键制造工艺。因此，表面预处理对实现机械形状配合至关重要。一种新型表面预处理方法采用阳极极性的钨极惰性气体（TIG）电弧工艺。通过对比连续波和脉冲波模式下光纤激光制造的构件，对该TIG结构进行了表征。不同预处理方式的比较基于点焊接头的纯极限抗拉强度测试。最终成功将该工艺转移应用于搭接接头，并采用纤维增强塑料通过拉伸剪切测试进行了表征。
关键词： 激光连接、表面预处理、激光焊接、TIG焊接、结构钢、金属-塑料混合接头、异种材料、轻量化设计
更新于2025-09-12 10:27:22
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激光焊接碳纤维增强热固性塑料与不锈钢的微观结构及力学性能评估
摘要： 热固性塑料与不锈钢通过光纤激光实现连接。研究人员探究了加工参数对连接接头的影响。激光扫描不锈钢区域会沿晶界形成板条状铁素体析出物，从而改变奥氏体结构；而在第二区域，铁素体形成骨架结构并将奥氏体分隔为细小的胞状组织。激光连接工艺改善了这两个区域的微观结构。随着激光扫描速度和功率的增加，不锈钢/塑料接头的剪切强度先升后降。过低的激光扫描速度或过高的激光功率会导致聚苯硫醚过热分解，同时降低热传递效率造成熔融不足。当激光扫描速度为4-5毫米/秒、激光功率为320-350瓦时，不锈钢/塑料接头可获得最大剪切强度。
关键词： 键合界面、激光连接、微观结构、碳纤维增强热塑性塑料、不锈钢、剪切强度
更新于2025-09-10 09:29:36