本文采用光纖激光器在不銹鋼表面上制備圓形陣列結(jié)構(gòu)來增強(qiáng)不銹鋼與塑料的連接強(qiáng)度。研究了激光制備的圓形陣列結(jié)構(gòu)參數(shù)以及連接參數(shù)對(duì)不銹鋼與塑料連接強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明,不銹鋼表面經(jīng)過激光掃描構(gòu)形處理后能顯著提高不銹鋼與塑料的連接強(qiáng)度,在壓力作用下,熔融塑料滲入激光構(gòu)造微孔形成的機(jī)械互鎖是增強(qiáng)不銹鋼與塑料連接強(qiáng)度的主要機(jī)制。激光構(gòu)形后不銹鋼表面上的毛刺高度、數(shù)量以及覆蓋率對(duì)連接接頭的連接強(qiáng)度有重要影響。毛刺高度為10～20μm,毛刺數(shù)量占比T_m小于14.82%時(shí),不銹鋼與塑料在連接面處斷裂,剪切力隨著T_m的增加而增加;當(dāng)T_m值高于14.82%時(shí),在塑料處斷裂,且剪切力數(shù)值在塑料的平均拉伸斷裂力（950 N）上下浮動(dòng)。不銹鋼與塑料連接接頭斷裂于塑料處時(shí)所對(duì)應(yīng)的最小覆蓋率為38.5%,此時(shí)剪切力為900 N。此外,激光掃描處理過程中不銹鋼與塑料連接的溫度與壓力對(duì)連接強(qiáng)度有重要影響,在加熱溫度為400℃時(shí),不銹鋼與塑料連接接頭的剪切力最強(qiáng);當(dāng)壓力為75 kN時(shí),不銹鋼與塑料連接接頭的剪切力最強(qiáng)。 

【文章來源】：中國(guó)光學(xué). 2020,13(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

圖1 兩種材料樣品和連接區(qū)域的尺寸

采用單因素變量法確定溫度和壓力的參數(shù)后,研究圓形陣列結(jié)構(gòu)的毛刺個(gè)數(shù)占比和覆蓋率對(duì)連接強(qiáng)度的影響。實(shí)驗(yàn)過程中首先用激光在不銹鋼表面上構(gòu)造出圓形陣列結(jié)構(gòu),然后將其放入電阻爐中加熱至所需溫度;隨后取出不銹鋼板將其放在固定于壓力連接裝置上的塑料板上面,并用夾緊機(jī)構(gòu)向兩種材料的搭接處加壓,壓力裝置如圖4所示。連接過程中,不銹鋼的熱量傳遞給塑料,使塑料表面部分熔化,在連接壓力的作用下熔化的塑料流入金屬表面的微孔結(jié)構(gòu)中。為了確保不銹鋼與塑料的有效連接需要保壓1分鐘。實(shí)驗(yàn)采用美國(guó)INSTRON公司生產(chǎn)的150DX型液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)對(duì)連接接頭的強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)試。采用德國(guó)Zeiss公司生產(chǎn)的型號(hào)為EVOMA25的掃描電子顯微鏡觀察了金屬與塑料的連接截面。利用德國(guó)Zeiss公司生產(chǎn)的型號(hào)為L(zhǎng)SM700的激光掃描共聚焦顯微鏡對(duì)微孔陣列結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察。圖3 陣列單元內(nèi)激光掃描軌跡與光斑間距

陣列單元內(nèi)激光掃描軌跡與光斑間距

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3092006