碳纤维织物面密度对热塑性复合材料电阻焊接头的影响

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电阻焊（RW）是热塑性复合材料的常用连接工艺。加热元件（HE）置于两个被连接件之间，在焊接过程中产生热量，并作为承载单元保留在接头中，起关键作用。虽然碳纤维加热元件与复合材料具有优异的相容性，但温度分布不均匀和加热元件厚度过大常常影响接头完整性。为解决这些问题，本研究调查了四种低面密度碳纤维织物（CFF）对纤维增强热塑性复合材料（FRTP）熔融行为的影响。结果表明，增加织物面密度可降低焊接过程中的升温速率，提高接头均匀性，防止基体热降解和局部高温引起的气孔等缺陷。搭接剪切强度（LSS）测试表明，当采用90 g/m²碳纤维织物焊接90 s时，接头获得最大LSS为15.63 MPa。观察到的失效模式为层间失效，表现为加热元件内部撕裂和加热元件与层板之间的断裂。这些结果阐明了碳纤维织物面密度对提高热塑性复合材料电阻焊接效率和性能的重要影响。

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