不锈钢与碳纤维增强塑料的激光焊接.pdf
将塑料或碳纤维增强塑料与金属接合在一起，通常需要使用胶粘剂或螺栓、 铆钉等机械工具。然而，这些接合工艺有几种不足之处。因此， Seiji Katayama 教授带领团队开发出激光辅助直接焊接金属和塑料（LAMP）的 技术。
节选段落一：
不锈钢与碳纤维增强塑料的激光焊接
信息来源：Industrial Laser Solutions 发布时间：2015-06-09
关键词：不锈钢 碳纤维 焊接
由于碳纤维增强塑料（CFRP）具有很高的强度对重量比（strength-to-
weight ratio）、出色的抗腐蚀性能和优良的疲劳性能，因而受到了极大的关注，
上述特点让这种材料适合用在飞机、汽车和其他产品中。汽车工业对热塑性碳纤
维增强塑料尤其感兴趣，因为它有望缩短生产时间。
将塑料或碳纤维增强塑料与金属接合在一起，通常需要使用胶粘剂或螺栓、
铆钉等机械工具。节选段落二：
结
果表明，接头的最大拉伸剪切负荷（强度）约为 4800N（20mm 宽的碳纤维增强塑
料），这一结果是在功率为 2kW 和 5mm/s 的试验速度的情况下得出，高于碳纤维
增强塑料板的拉伸剪切负荷的一半。30mm 宽、3mm 厚的 PA 塑料片材与 304 不锈
钢板之间接头的拉伸剪切负荷最大约为 3400N。从中我们可以判断，20mm 宽的碳
纤维增强塑料和304不锈钢板之间接头的最大负荷要远高于30mm宽的PA塑料片
材与钢板间的接头。因此，通过在具有更长碳纤维的聚丙烯腈（PAN）型 PA 基材
碳纤维增强塑料片材和 304 不锈钢板之间形成搭接接头，可以得到最高的负荷。节选段落三：
结果表明，气泡内的气体成分为氮气、氢气和碳纤
维增强塑料的 PA 基体裂解产生的烃类气体。由于裂解后产生气泡并迅速扩张，
高压迫使熔化的塑料进行移动并流入金属表面的坡口或晶界。从所有试验中我们
可以推断出接合机制（见图 5），即，碳纤维增强塑料复合材料与不锈钢直接接
合，是通过化学或物理地粘结熔化的塑料和覆盖在不锈钢上的氧化膜来实现的，
此外还要考虑塑料流动到坡口或晶界而引起的机械锚固效应。
这种激光焊接碳纤维增强塑料和金属的技术预计将在行业内得到应用。这种
方法也成功用于焊接碳纤维增强塑料和铝合金或带有锌涂层的钢，并且它被证实
能形成强而有力的接合。
不锈钢与碳纤维增强塑料的激光焊接
不锈钢与碳纤维增强塑料的激光焊接
信息来源：Industrial Laser Solutions 发布时间：2015-06-09
关键词：不锈钢 碳纤维 焊接
由于碳纤维增强塑料（CFRP）具有很高的强度对重量比（strength-to-
weight ratio）、出色的抗腐蚀性能和优良的疲劳性能，因而受到了极大的关注，
上述特点让这种材料适合用在飞机、汽车和其他产品中。汽车工业对热塑性碳纤
维增强塑料尤其感兴趣，因为它有望缩短生产时间。
将塑料或碳纤维增强塑料与金属接合在一起，通常需要使用胶粘剂或螺栓、
铆钉等机械工具。节选段落二：
结
果表明，接头的最大拉伸剪切负荷（强度）约为 4800N（20mm 宽的碳纤维增强塑
料），这一结果是在功率为 2kW 和 5mm/s 的试验速度的情况下得出，高于碳纤维
增强塑料板的拉伸剪切负荷的一半。30mm 宽、3mm 厚的 PA 塑料片材与 304 不锈
钢板之间接头的拉伸剪切负荷最大约为 3400N。从中我们可以判断，20mm 宽的碳
纤维增强塑料和304不锈钢板之间接头的最大负荷要远高于30mm宽的PA塑料片
材与钢板间的接头。因此，通过在具有更长碳纤维的聚丙烯腈（PAN）型 PA 基材
碳纤维增强塑料片材和 304 不锈钢板之间形成搭接接头，可以得到最高的负荷。节选段落三：
结果表明，气泡内的气体成分为氮气、氢气和碳纤
维增强塑料的 PA 基体裂解产生的烃类气体。由于裂解后产生气泡并迅速扩张，
高压迫使熔化的塑料进行移动并流入金属表面的坡口或晶界。从所有试验中我们
可以推断出接合机制（见图 5），即，碳纤维增强塑料复合材料与不锈钢直接接
合，是通过化学或物理地粘结熔化的塑料和覆盖在不锈钢上的氧化膜来实现的，
此外还要考虑塑料流动到坡口或晶界而引起的机械锚固效应。
这种激光焊接碳纤维增强塑料和金属的技术预计将在行业内得到应用。这种
方法也成功用于焊接碳纤维增强塑料和铝合金或带有锌涂层的钢，并且它被证实
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