铝合金与CF/PA66激光直接连接工艺及化学成键研究

铝合金与轻质高强的碳纤增强尼龙66复合材料(CF/PA66)的高质量连接是实现轨道交通等领域结构轻量化的重要手段之一.然而,由于二者物化差异大,二者难以实现激光直接连接.为探究铝合金与CF/PA66激光直连工艺及其连接机理,以激光功率为变量,揭示了不同热输入下接头宏观形貌、CF/PA66熔化宽度及界面结合的变化规律,建立了激光功率与接头拉剪性能的联系.结果表明,随着激光功率的增加,CF/PA66熔宽增加,铝合金与CF/PA66的实际接触面积扩大,从而接头承载力提高.然而,热输入过高将会导致树脂分解,界面产生气孔,接头性能降低.接头拉剪力在激光功率为1100 W时达到最大值2571.6 N(拉剪强度为10.2 MPa).能谱与X射线光电子衍射仪(XPS)的分析结果表明,铝合金与CF/PA66激光直连过程中界面产生了新的化学键"Al—O—C"及"Al-C",二者因此形成了紧密的界面冶金结合,进而获得了高质量接头.