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金属聚合物连接：激光诱导表面扩大增强接头强度
摘要： 由金属和聚合物组成的混合材料发展趋势，主要受减重和功能提升等需求驱动?？⑿滦突旌喜牧系墓丶谟诹蛹际醯慕?。目前金属与聚合物常采用胶粘剂连接，但该技术存在工艺周期长、材料成分变化时鲁棒性差、几乎无法回收等重大缺陷（环保要求正日益凸显）。热熔直连金属与热塑性聚合物的连接方法颇具前景，因其具有快速循环、工艺稳定且无需使用热固性胶粘剂的优势。直接连接需在热压合前对金属连接面进行表面处理以实现足够高的接触强度。研究表明，金属表面的激光诱导形貌能显著提升接头接触强度?；诩す饨峁够鹗羯杓平油肥?，需深入理解界面相互作用机制。 本文重点研究表面增大对连接强度的影响。通过激光预处理在金属连接面生成特定表面增大结构，随后将这些预处理金属件与热塑性聚合物通过注塑成型连接。采用单搭接剪切试验测试接头强度。关键发现：在测试参数范围内，接触强度随表面积增加近乎线性提升，而结构几何参数影响甚微。这可为未来无胶混合材料连接技术提供设计依据。
关键词： 混合连接、激光材料加工、金属-聚合物连接、微结构化、金属-聚合物接头、轻量化、粘附性、模内组装
更新于2025-09-16 10:30:52
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Al7075T6铝合金与玻璃纤维增强聚酰胺复合材料激光异种连接
摘要： 金属与复合板材的异种连接通常采用机械连接或胶接方式。激光异种连接作为这些方法的替代方案，具有成本低廉、工艺灵活的优势。此前研究通过激光束加热并施加压力使纹理化金属与复合部件结合，熔融聚合物会流入金属部件的凹槽中。该工艺的主要挑战在于如何通过合适的参数实现重复性良好的接头强度。本研究针对Al 7075-T6铝合金与玻璃纤维增强PA6复合材料，系统考察了初始纹理化工艺与激光连接参数。采用纳秒光纤激光器研究了基于沟槽结构的几何参数（重点分析深宽比对表面纹理的优化效果），并通过不同表面温度、加热策略、压力及激光进给速度的组合优化连接参数。结果表明：深宽比0.94-4.15的沟槽结构（其中沟槽宽度为最关键因素）能获得较好效果；在连接参数方面，表面参考温度的影响最为显著——加热不足会导致纹理腔内材料流动不畅，过度加热则造成剪切强度离散性增大。当采用正确纹理结构并施加优化参数时，在35×45 mm2接触面积上可实现超过26 kN的剪切强度。
关键词： 金属-聚合物接头、槽宽高比、激光结构化、激光直接连接、剪切强度
更新于2025-09-16 10:30:52