复合材料胶接的流程和技术要点如下:
胶接接头设计 :设计相对简单,但要在工业上实现设计需要一定的技术。表面处理:
为了增大粘结剂和胶接区的接触面积,增强胶接效果,常见的表面处理方法包括砂纸打磨、阳极化处理(有机溶剂清洗)、表面喷砂、表面刻痕等。
胶接实施
粘结剂选择:
需要考虑粘结剂的匹配性。
胶层厚度控制:保证胶接完成后产品的尺寸精度。
工装夹具使用:确保试件对中,胶层受力均匀,减少应力集中。
环境温度和湿度控制:保证粘结剂的固化质量。
后处理:避免对胶接部位的二次破坏。
胶接的应用场景和注意事项
应用场景:
胶接一般适用于传递均布载荷或承受剪切载荷的部位。
适用于非主要承力结构上,如轻型飞机、汽车行业等。
有密封、减震、绝缘等要求的部位。
注意事项:
胶接的最大问题是不可拆卸,且缺少可靠的无损检测方法。
在胶接强度不能满足需要时,必须选用机械连接,而机械连接涉及到复合材料制孔,孔的加工质量直接决定着机械连接的有效性。
混合连接
对于复合材料,单纯的机械连接及胶接都无法满足装配需求,更适合用混合连接。混合连接结合了机械连接与胶接的优点,适用于要求安全余度较大的连接部位,一般适用于中等厚度板的连接。
表面处理技术
碳纤维复合材料表面自由能较低,表面粗糙度较低,需要采用表面处理技术在胶接面上形成极性基团,增加胶接面表面粗糙度,提高胶接面表面自由能等特性,从而提升胶接强度。常见的表面改性方法包括机械打磨、化学氧化等,但这些方法伴随着高能耗、废气、废液等污染。相对而言,采用等离子体处理方法,特别是大气压等离子体处理方法,可以在改善表面的同时,对碳纤维复合材料基体损伤较低,是一种有效的大面积胶接表面处理方式。
结论
复合材料胶接是一种重要的连接方法,适用于多种应用场景。通过合理设计接头、进行有效的表面处理、精确控制胶层厚度、使用合适的工装夹具以及控制环境条件,可以确保胶接的质量和强度。在需要高安全余度或特殊性能要求的场合,混合连接是一种值得考虑的解决方案。表面处理技术的选择应综合考虑环保和效率。