發(fā)布時間：2021-09-24 04:11

　　隨著熱塑性復合材料在飛機上的用量日趨增多,感應焊接作為未來熱塑性結構件連接技術的最重要發(fā)展方向而倍受重視。感應焊接技術目前存在的主要問題在于焊接過程中最高溫度面難以鎖定于焊接面,而常位于更靠近線圈的表面附近。本文針對連續(xù)碳纖維增強聚苯硫醚（CF/PPS）層合板,研究了空氣噴嘴和陶瓷導熱板對于CF/PPS復合材料感應焊接過程的影響規(guī)律。結果表明,空氣噴嘴和導熱板的使用均可以有效地降低焊接過程中層合板上表面的溫度,避免靠近線圈的上表面樹脂在焊接過程中發(fā)生高溫熔融或降解,從而保證CF/PPS自感應接頭的外觀完整性。此外,本文研究了單向預浸料制備的CF/PPS層合板進行自感應焊接的可行性。結果表明,由0°和90°交替鋪層的CF/PPS層合板由于內(nèi)部存在交流導電回路,可在低頻高功率條件下實現(xiàn)自感應焊接。 

【文章來源】：復合材料科學與工程. 2020,(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

引入導熱板制備的CF/PPS自感應焊接接頭宏觀形貌

圖9 引入導熱板制備的CF/PPS自感應焊接接頭宏觀形貌與引入空氣噴嘴相比,陶瓷導熱板的使用具備以下兩項優(yōu)勢:第一,不需要增加額外實驗部件,簡化實驗裝置和操作方案;第二,陶瓷導熱板對于CF/PPS層合板來說,不僅能夠有效地傳導熱量,也能對焊接接頭起到施加壓力的作用,保證CF/PPS接頭在焊接過程中受壓更均勻,從而進一步提高接頭的單搭接剪切強度以及接頭外觀完整性。然而,導熱板的使用也存在一定缺陷——由于陶瓷板本身溫度較低,使用過程中焊接面和上表面溫度梯度較大,導致焊接面的升溫速率下降,從而降低了感應加熱效率;此外,陶瓷導熱板脆性較大,焊接過程中使用壓輥施壓的方式容易導致導熱板碎裂,因此需要采用真空袋施壓,但是真空袋施壓無法實現(xiàn)連續(xù)焊接。

在焊接功率為80%、90%和100%,感應加熱時間為100 s的條件下,不額外引入感應植入層,對0°和90°交替鋪層制備得到的CF/PPS層合板進行自感應焊接,由于感應加熱過程中層合板上表面溫度始終低于焊接面溫度,制備得到的感應接頭外觀形貌良好(圖13),沒有出現(xiàn)由于表面溫度過高引起的板材分層現(xiàn)象或接頭邊緣樹脂擠出現(xiàn)象。此外,對于全0°方向鋪層制備的CF/PPS層合板,由于層合板內(nèi)部缺乏閉合的導電回路,無法在交變磁場中產(chǎn)生感應渦流,因此在低頻(20 kHz)條件下,即使將焊接功率控制在最大值,層合板焊接面也無法升溫至PPS熔融溫度,基本無法進行自感應焊接。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3407069