机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (5): 297-305.doi: 10.3901/JME.260246
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杨茵茹, 高航, 田亚闯, 刘建宝
YANG Yinru, GAO Hang, TIAN Yachuang, LIU Jianbao
摘要: 热塑性碳纤维复合材料因其密度低、强度高、耐腐蚀、可塑性好等优点,已经在航空航天和航海等领域开始得到推广应用。超声波焊接是常规热塑性碳纤维复合材料实现连接的有效工艺方法之一,然而,对于玻璃化转变温度高达280 ℃以上的耐高温杂萘联苯聚芳醚树脂(PPESK)/碳纤维复合材料的超声波焊接面临挑战。针对该种热塑性碳纤维复合材料0°/90°连续铺叠制备过程超声波焊接需求,开展了三种典型的不同纤维方向搭接叠层超声波焊接试验研究,分析了超声波焊接界面的宏微观结构和超声波焊接界面的粘接行为,揭示了超声波焊接工艺参数对该种热塑性碳纤维复合材料连接强度的影响规律,阐明了提高超声波焊接高强度的要点在于较大压力和焊接热作用下实现叠层纤维的相互嵌入。研究工作为新研制的热塑性复合材料0°/90°连续铺叠制备生产线的超声波焊接提供了可靠的工艺参数。
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