本文選題：超聲波焊接 + 碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料　； 參考：《鄭州大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：現(xiàn)代汽車工業(yè)需要生產(chǎn)出更安全和更可靠的產(chǎn)品來滿足政府和消費者的需求,為了提高燃油經(jīng)濟性并減少尾氣排放,輕量化車身是一個很好的解決方案。所以越來越多的輕質(zhì)材料如鋁合金、鎂合金,尤其是尼龍及尼龍復(fù)合材料被使用在車身上來減輕汽車的重量。碳纖維增強尼龍復(fù)合材粒是一種高性能的新型材料,它具有優(yōu)異的力學(xué)性能,強度高,比重小,可廣泛用于汽車工業(yè),航空航天等新興領(lǐng)域。在汽車生產(chǎn)中獲得一種高效可靠的連接方法用于尼龍復(fù)合材料十分必要。超聲波焊接是一種有效的熱塑性塑料的連接手段,焊接具有速度快、效率高、能耗低,操作方便,宜于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點,在汽車、電子等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。因此,對于碳纖維增強尼龍復(fù)合材料,超聲波焊接是可能是一種有效的連接方法。本工作首先研究超聲波的焊接參數(shù)如時間,壓力等對碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料焊接強度的影響,發(fā)現(xiàn)在0.15MPa下,2.1s時可是達到最佳的焊接強度。其次對焊接接頭的微觀結(jié)構(gòu),焊接過程進行系通研究。焊接接頭的結(jié)構(gòu)可以分為基體區(qū),熱影響區(qū),熔合區(qū)。熔合區(qū)的厚度增加會使焊接的強度提高,當焊接能量過多時,焊接接頭的上表面塌陷,多孔區(qū)的厚度增加,都會造成焊接接頭的強度下降。為了得到適合的焊接質(zhì)量控制方法,以焊核的尺寸來評估焊接質(zhì)量的好壞,在合適的焊接參數(shù)下,焊核面積要達到380mm2才能夠使焊接強度滿足要求,達到5.2k N以上。在尼龍66中加入短碳纖維能夠使復(fù)合材料的拉伸強度,拉伸模量都有較大提高,改善尼龍66的性能。通過DMA分析,發(fā)現(xiàn)隨著碳纖維含量的增加,復(fù)合材料儲能模量和損耗模量增加。儲能模量高可以使更多的振動能量被傳遞到焊接面,損耗模量高在焊接過程中可以使材料將更多的振動能耗散為熱能。碳纖維質(zhì)量分數(shù)為30 mass%復(fù)合材料,在兩板的焊接界面吸收更多的能量,熔合區(qū)的厚度較大,熔合區(qū)的碳纖維含量也較多,焊接接頭具有較高的焊接強度。碳纖維質(zhì)量分數(shù)為30 mass%復(fù)合材料焊接結(jié)頭多為焊接面剝離失效,40 mass%復(fù)材料焊接接頭的失效形式為板材斷裂,而尼龍66焊接接頭為混合失效。因此,碳纖維質(zhì)量分數(shù)為30 mass%的尼龍66復(fù)合材料具有最佳的超聲波焊接性能。
[Abstract]:Carbon fiber reinforced nylon composite material is a kind of high - performance new kind of material , it has the advantages of high speed , high efficiency , low energy consumption , convenient operation , high tensile modulus and high welding strength . The failure mode of 40 mass % complex material welded joint is the fracture of the plate , while the nylon 66 welding joint is mixed failure . Therefore , the nylon 66 composite material with the mass fraction of 30 mass % has the best ultrasonic welding performance .

【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U466;TG453.9

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 冉茂杰;熱塑性塑料的超聲波焊接[J];工程塑料應(yīng)用;1986年04期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 夏自祥;智能化大功率超聲波發(fā)生器的研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

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本文編號：1768139