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碳纤维增强复合材料/5083铝合金感应钎焊接头:工艺、连接机制及疲劳性能

Jointing of CFRP/5083 Aluminum Alloy by Induction Brazing: Processing, Connecting Mechanism, and Fatigue Performance

Kang Guo, Guoqing Gou, Hang Lv, Meile Shan · Southwest Jiaotong University
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期刊 / 来源Coatings
卷/期/页12 / 10 / 1559-1559
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关键词:碳纤维增强复合材料5083铝合金感应钎焊界面结合机制疲劳性能阳极氧化轻量化连接

摘要整理

碳纤维增强复合材料(CFRP)因其高比强度在高速列车轻量化设计中应用广泛。为进一步降低高速列车车体质量,需深入研究CFRP/铝合金(CFRP/Al)结构的接头工艺和疲劳性能。本研究采用感应钎焊方法成功连接CFRP板和5083P-O铝板。感应钎焊最优工艺参数为:感应温度290°C、法向压力200 kPa、保温时间5 s。5083铝板经阳极氧化预处理后,CFRP/5083接头的拉伸强度达到最大值176.5 MPa。阳极氧化工艺在5083铝板表面引入更多微观结构,改善了CFRP与氧化膜间的润湿性能,同时在CFRP/5083接头界面形成了新的化学键Al-O-C。通过高周疲劳(HCF)试验测得CFRP/5083接头的疲劳极限为71.68 MPa。疲劳裂纹从CFRP/氧化膜界面萌生,随后扩展至基体金属,最终氧化膜在剪切应力作用下从基体剥离,导致CFRP/5083接头断裂。CFRP与5083铝合金间的结合强度远低于传统焊接接头,后续应提出可行方案以获得更强健的CFRP与铝合金接头。

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