碳纤维增强聚醚醚酮预浸料激光焊接工艺研究

发布时间：2020-08-08 19:14

【摘要】：复合材料发展至今,因其优异的性能逐渐取代传统金属材料,并在未来有广阔的发展前景。碳纤维增强聚醚醚酮(carbon fiber reinforced PEEK,CFRP)预浸料结合了聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone,PEEK)和碳纤维两者的优点,从最初的军用材料到如今应用于民用行业。但因其熔点较高,制造零部件时连接方法存在诸多局限性,而先进、高效快捷、无污染的激光焊接技术给碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的连接提供了新的可能,适合工业自动化生产,因此对于此特种材料预浸料连接工艺的探究,具有重要的研究意义。本文立足于激光焊接的机理,设计正交试验对三种主要焊接工艺参数进行优化,并对焊接接头的力学性能,宏观、微观形貌与热学性质进行表征,加以改进,进行了较为系统的研究。选用搭接试样的剪切强度作为评价接头质量好坏的指标进行工艺参数优化,优化工艺参数组合。分析了各个焊接因素对于焊接强度的影响,运用极差法得到影响程度:激光功率焊接速度夹紧力。结合红外测温和剪切强度结果,分析了合适焊接温度区间。为了深入探究激光焊接对于焊接接头的影响,对焊接接头的微观组织和剪切断口形貌进行观察,并对焊接接头纵截面进行显微红外光谱分析,从分子层面对界面处的化学键与官能团形成进行研究。运用DSC和TGA分析了经历焊接热循环过程后材料的结晶度与热分解温度的变化,并加入预热保温装置提高接头的热学性能,得到最优的工艺参数组合。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB332;TQ320.674
【图文】：

主链结构,聚醚醚酮

上海交通大学硕士学位论文的阻燃性能以及发烟量和有毒气体的散发量极小，有的危害[15]，聚醚醚酮的应用如下表 1-1 所示。聚醚醚结晶结构之上的，所以在应用过程中较高结晶度是机人[18]通过 FTIR、DSC、TGA 等研究了不同分子量对影响。Bessard 等人[19]通过 DSC 研究了聚醚醚酮等温现在非等温结晶过程中随着冷却速率增大，双重熔融峰纳米管对聚醚醚酮结晶行为的影响，发现未功能化的醚酮的结晶度。

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图 1-2 真空袋固化成型示意图[47]Figure.1-2 Sketch map of vacuum bag curing热压罐成型料铺放于工装上，上面铺好隔离膜、透气毡等后用真空袋密封升温加压固化成型制备符合设计尺寸要求的复合材料，此种方飞机的主、次承力件。压成型醚醚酮在内的热塑性复合材料都能通过加热加压作用制备层压示，通过加热压板压机，真空袋与高压釜工艺，生产内部无空料层压板。首先将复合材料的基体树脂加热至熔化，然后在材、均匀的压力使其完成固化，最后对其进行冷却实现连接。

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图 1-2 真空袋固化成型示意图[47]Figure.1-2 Sketch map of vacuum bag curing罐成型铺放于工装上，上面铺好隔离膜、透气毡等后用真空袋温加压固化成型制备符合设计尺寸要求的复合材料，此机的主、次承力件。成型醚酮在内的热塑性复合材料都能通过加热加压作用制备，通过加热压板压机，真空袋与高压釜工艺，生产内部层压板。首先将复合材料的基体树脂加热至熔化，然后均匀的压力使其完成固化，最后对其进行冷却实现连接。

【参考文献】