工艺与制造英文2024被引 2
混合热塑性-热固性复合材料热气焊接工艺的Taguchi方法优化
Optimization of Hot Gas Welding of Hybrid Thermoplastic-Thermoset Composites Using Taguchi Method
Grete Steiner, Dominik Kuttner, Hans Lochner, Michael Thor · University of Applied Sciences Upper Austria
摘要整理
本研究采用Taguchi方法，系统研究了四个工艺参数对碳纤维/环氧树脂（CF/epoxy）复合材料热气焊接的影响。该CF/epoxy复合材料表面采用PA6热塑性薄膜进行功能化处理。为补偿几何公差，在焊接区域内额外放置三角形珠状耦合材料。研究考察的工艺参数为标准两步工艺的常规参数：加热元件温度（THE）、加热时间（HT）、焊接力（F）和焊接时间（HTF）。根据Taguchi方法设计试验（DoE），采用正交表安排实验计划，每个焊接参数设置三个水平。试验分两个样品变体进行，第二个变体在焊接区域额外放置热塑性材料。按DIN EN 1465标准进行拉剪强度测试。结果表明：焊接力对焊接强度的影响最大；加热时间20 s为最优值；第一个样品变体中，焊接力在500 N处出现饱和现象；使用额外材料时，更高的加热元件温度（500 °C）和焊接力（1165 N）更有利；过高的焊接温度会对聚合物链的相互扩散性产生负面影响。
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