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新型碳纤维/Elium®复合材料超声波焊接性能研究

Investigation on Ultrasonic Welding Attributes of Novel Carbon/Elium® Composites

Somen K. Bhudolia, Goram Gohel, Kah Fai Leong, Robert Barsotti · Nanyang Technological University
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期刊 / 来源Materials
卷/期/页13 / 5 / 1117-1117
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关键词:超声波焊接碳纤维增强复合材料Elium®热塑性树脂树脂传递模塑能量导向器接头强度界面结合

摘要整理

大型复杂聚合物基复合材料结构的连接在汽车、航空航天、体育器材、风力发电机等工业领域中日益重要。超声波焊接是一种超快速连接工艺,相比其他连接方法具有优异的接头质量和成本效益。本研究旨在探究新型甲基丙烯酸酯Elium®液态热塑性树脂的焊接特性。Elium®是首款室温固化的热塑性树脂,适用于大规模生产工艺。通过优化焊接参数、采用特殊设计的集成能量导向器(ED),并利用树脂传递模塑(RTM)工艺制造试样,系统研究了Elium®复合材料的焊接特性。结果表明,超声波焊接复合材料接头的搭接剪切强度比胶粘剂粘接接头提高23%。优化后的超声波焊接时间为1.5 s,而胶粘剂粘接需要10 min。断口形貌分析显示焊接接头断裂面上出现明显的塑性变形和剪切尖角,这是强界面结合的典型特征。研究结果表明超声波焊接技术在Elium®复合材料连接中具有显著优势,可显著缩短工艺周期,提高生产效率。

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