层间形式对PAEK/CF热塑性复合材料层板电阻焊接性能的影响

摘要整理

本研究旨在探索电阻焊接方法在聚芳醚酮（PAEK）热塑性基体/碳纤维（CF）增强复合材料层板（PAEK/CF）接合中的可用性。研究了6种不同层间形式的影响，这些形式采用不同规格的不锈钢网格作为发热元件，不同织造玻纤形式作为绝缘层。在确定各试样组的焊接参数后，通过超声检测、显微镜观察、DSC分析和三种不同层间力学测试对电阻焊接性能进行了对比评估。分析和测试结果表明，使用不锈钢网格作为发热元件能够在焊接固化过程中为PAEK基体的加热、熔融和结晶阶段提供适当的电流水平。根据层间形式的铺层配置，加热、熔融保温和结晶保温阶段确定的电流水平分别在46~100 A、40~90 A和25~50 A范围内。研究还发现，为防止电流泄漏到复合材料层板的其他层，应使用较厚较重的织造玻纤作为绝缘层。否则，不仅会在热塑性基体中形成气孔，还可能导致被焊接的上层或下层PAEK/CF复合材料层板发生分层。当使用较厚较重的绝缘层时，单搭接剪切强度、I型和II型断裂韧性的层间力学性能分别高达36.77 MPa、3.76 kJ/m²和4.71 kJ/m²。

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