研究背景
新能源汽车的推广和应用对汽车轻量化设计提出了更高的要求,车身轻量化研究也成为研究热点。采用铝合金等轻质材料是实现汽车轻量化的有效途径。胶接技术由于其均匀的载荷分布,在汽车、高铁、飞机等先进结构的连接中得到了广泛的应用。
激光表面处理技术是一种非接触、环境友好型的表面处理技术,在工业产品中具有广阔的应用前景。激光在基体表面形成微纳表面形貌,增大了界面的粗糙度,增强了胶粘剂与基体表面之间的结合强度。此外,表面污染物的去除和新的表面氧化层的形成,有助于改善激光烧蚀表面的润湿性,提高胶粘剂在基体表面的结合强度。尽管现阶段针对粘接力学性能开展了大量的研究,但在性能提升机制方面仍存在不足。
本文通过改变激光能量密度,界面形貌以及激光重叠率,系统地分析了激光表面处理工艺参数对铝-铝粘接接头剪切强度的影响。通过激光参数优化,有效地提高了铝-铝粘接接头的剪切强度。
图1激光表面处理工艺示意图
实验方法与仪器
接触角分析仪是一种应用广泛的润湿性测量方法,该方法是通过水滴在不同表面上的形状对表面润湿性能进行分析。
本文采用德国KRÜSS接触角测量仪DSA25测定样品表面润湿性。
图2 激光能量密度对粘接接头浸润性的影响。
不同形状激光处理表面沟槽形貌的疏水结果如图4所示。由于液滴沿着沟槽方向的浸润性以及视角的不同,使得沟槽角度从0,45°增加到90°,界面的接触角值从159.3°下降到128.8°。此外,45°+135°和0°+90°界面的接触角值接近,分别为160.1°和160.6°。这可能是交叉加工表面微结构的凸起导致的。在45°+135°和0°+90°加工的表面相当于微结构发生了转动,对界面的疏水性能影响较小。
图4 五种沟槽形状表面的润湿性。
图5 不同重叠率下,粘接接头界面的润湿性。
小结
针对薄板拉伸剪切过程中的面外弯曲,本研究开发了粘接接头剪切强度的测试夹具。通过改变激光能量密度、界面形貌以及激光重叠率,探究了激光表面处理工艺对铝-铝粘接接头剪切强度的影响机制。最终可以发现粘接接头的剪切强度是受界面粗糙度和表面润湿性的共同作用的。
参考文献
[1]于贵申,陈鑫等.激光表面处理对铝-铝粘接接头剪切强度的影响[J/OL].吉林大学学报(工学版):1-16[2024-05-22].https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20231227.
[来源:克吕士科学仪器(上海)有限公司]
2024.06.07
邀请函:KRÜSS诚邀您参加2024中国涂料油墨峰会暨展览会
2024.05.27
2024.05.14
应用 | 衡量表面活性剂皮肤刺激性的辅助手段——临界胶束浓度
2024.05.09
邀请函:KRÜSS第九届环境友好型农药制剂加工技术研讨会(常州)
2024.04.22
邀请函:KRÜSS诚邀您参加2024第三届复合材料界面论坛(宁波)
2024.04.16
版权与免责声明:
① 凡本网注明"来源:仪器信息网"的所有作品,版权均属于仪器信息网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:仪器信息网"。违者本网将追究相关法律责任。
② 本网凡注明"来源:xxx(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。
③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为默认仪器信息网有权转载。
谢谢您的赞赏,您的鼓励是我前进的动力~
打赏失败了~
评论成功+4积分
评论成功,积分获取达到限制
投票成功~
投票失败了~