Neseniai mokslininkų Yang Shanglu iš Kinijos mokslų akademijos (CAS) Šanchajaus Optikos ir tiksliųjų mašinų instituto (SIPM) komanda padarė naują pažangą MTEP centre lazeriu sujungdama heterogenines metalo ir anglies pluošto kompozitų jungtis. išmaniosios lazerinės gamybos technologijos. Komanda naudojo derinamą plokščią stačiakampį puslaidininkinį lazerį kaip šilumos šaltinį, kad būtų galima sujungti didelio stiprumo plieną ir termoplastinės dervos pagrindu pagamintus anglies pluošto kompozitus, išaiškino ryšį tarp nevienalyčių medžiagų sąsajos šiluminės istorijos, sąsajos formavimo mechanizmo. , ir bendrą veikimą, ir pasiūlė naujo tipo lazerio šilumos įvedimo proceso strategiją. Susijusių tyrimų rezultatai apibendrinti kaip "Sąsajų šiluminės istorijos poveikis lazerinio QP980-CFRTP sujungimo su reguliuojamu plokščiu stačiakampiu lazerio spinduliu sujungimo mechanizmui", paskelbtas Composite Structures.
Aukštos kokybės hibridinių konstrukcijų su kelių medžiagų sistemomis kūrimas yra auganti tendencija aviacijos ir kosmoso pramonėje. Anglies pluoštu sustiprinti termoplastiniai kompozitai (CFRTP) pasižymi dideliu specifiniu stiprumu ir kietumu ir gali būti hibridizuojami su metalais, kad atitiktų struktūrinius lengvumo ir sąnaudų kontrolės reikalavimus. Dėl didžiulio metalų ir kompozitų fizikinių ir cheminių savybių skirtumo esami skirtingų medžiagų sujungimo būdai yra netinkami, todėl reikia skubiai sukurti naujus aukštos kokybės ir efektyvius sujungimo procesus.
Grupė tiria lazerinio sujungimo proceso sąsajos šiluminę istoriją, analizuoja dervos matricos temperatūros būseną ir jos drėkinimo elgesį ant metalo paviršiaus ir lygina skirtingų sąsajų šiluminių istorijų poveikį sąsajų sujungimo defektams, cheminėms sudėtims, jungtims. stipriąsias puses ir nesėkmingą elgesį. Naudojant sąsajos šiluminės istorijos projektavimo metodą ir lazerio šiluminės įvesties proceso reguliavimą, pasiekiama ribinė sąsajos temperatūra ir pakankamas laikymo laikas, o tai padeda dervos matricai ištirpti ir visiškai išsisklaidyti ant metalo paviršiaus, užpildyti sąsajos mikroporas ir skatinti cheminis sujungimas, dėl kurio gaunama aukštos kokybės jungtis, kurios didžiausia apkrova yra didesnė nei 10 kN, o šlyties stipris didesnis nei 22 MPa. Susiję tyrimų rezultatai turi platų pritaikymo perspektyvą aviacijos ir kitose susijusiose srityse.
1 pav. Lazerinis sujungimo procesas, itin greita paviršiaus apdorojimo lazeriu struktūra ir sąsajos šiluminės istorijos stebėjimas
2 pav. Ryšys tarp paviršinės šiluminės istorijos ir dervos drėkinimo metalo paviršiuje
