工艺与制造英文2021被引 17
超声波焊接热塑性复合材料接头的电阻加热断接研究
Disassembly Study of Ultrasonically Welded Thermoplastic Composite Joints via Resistance Heating
Harry Frederick, Wencai Li, Geneviève Palardy · Louisiana State University
摘要整理
本研究探索了通过位于焊接界面的纳米复合膜进行电阻加热，实现超声波焊接热塑性复合材料接头的断接、回收和再利用的潜力。对含有多壁碳纳米管（MWCNTs）的纳米复合膜进行了热电性能表征，以评估其自加热能力。研究表明，最高温度随着MWCNT含量和膜厚度的增加而升高。为验证断接可行性，采用纳米复合膜对玻纤/聚丙烯（GFRP）粘接件进行超声波焊接。在三种初始粘接件表面温度条件下测量了断接过程中的剪切应力。结果显示，在最高温度下所需的拉伸载荷降低了90%以上，有效证明了通过导电膜进行断接的可行性。断裂面分析表明，断接是通过纳米复合膜与基体熔融以及纤维-基体界面弱化的综合作用实现的。研究发现该方法存在加热速率慢和界面接触丧失等局限性，加热过程中热影响区延伸至搭接处粘接件全厚度，因此该方法更适用于回收利用，而不是修复和再利用。
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