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激光焊接铝-碳纤维新工艺 更坚固 更廉价
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    材料牛注:橡树岭国家实验室(ORNL)的一个研究小组开发出了激光焊接

    碳纤维复合材料和铝材料的工艺,不仅焊接接头更加坚固,而且成本更加低廉。该工艺有望降低汽车制造业中轻量、高端零部件的成本。

    碳纤维复合材料和铝材料的结合要求结合面要非常干净,不受结合剂的影响。铝表面通常有油污和轧制生产过程中产生的污染,而碳纤维通常含有制造工艺中的脱模剂。

    目前用于连接这两种材料的方法是手工研磨表面和溶剂清洗表面,不仅劳动量大而且对环境有害。橡树岭国家实验室小组已经设计出了一个新方法,即激光去除材料表层。激光可以渗入材料的最外层,留下清洁无疵的铝和暴露在外的碳纤维,使其直接结合,从而形成更好的结合表面,并向自动化生产方向发展。

    测试显示,与传统粘附工艺的基线接头相比,该工艺中单搭接剪切接头试样的强度和破坏接头的最大载荷分别增加了15%和16%。激光结构化表面形成的接头还可以多吸收大约200%的能量,对碰撞安全性和工业装甲具有一定的意义。

    项目合作伙伴Magna International受到了调查结果的鼓舞,并希望开始在生产过程中利用该过程。ORNL领导的研究小组负责人Adrian Sabau将在5月23日至26日于加州长滩举办的材料和工艺工程会议上介绍目前的研究结果。该工艺过程可能会导致更多的产业使用铝和碳纤维,尤其是在汽车工业方面。

    Sabau说,“我们的技术大大优于传统的表面制备方法。该工艺不仅显著减少碳纤维高分子复合材料的成本,还表明汽车行业将更多地采用这种轻质高强度材料,可能会减少轿车和卡车750磅(340公斤)的重量。”

    原文参考地址:Improving the joint: Laser process forms stronger bond between aluminum and carbon fiber