碳纤热塑复合材料激光连接技术研究进展

碳纤热塑复合材料在航空航天、无人机制造、新能源汽车等领域应用前景广阔,高质量的连接是其产业化应用的关键技术之一.介绍了几种碳纤热塑复合材料激光焊接/连接方法的研究现状,分析了当前研究存在的问题,以及未来研究的发展趋势.     

涡轮叶片先进气膜冷却与相关激光打孔技术进展

航空发动机涡轮叶片依赖于高温基体、热障陶瓷涂层和气膜冷却技术实现高的工作温度,进而实现高的燃油效率和推重比.介绍了气膜冷却技术的演化趋势,并通过猫耳异型孔与直圆孔的仿真对比,指出复杂异型气膜孔的重要性.进一步论述了单步加工异型孔的必要性和工艺方案,指出为解决单晶叶片异型孔加工难题,超短脉冲激光加工虽然成为研究热点,但水助激光加工更应该引起重视.     

碳纤维增强热固性复合材料-钛合金激光连接接头性能分析

碳纤维增强热固性复合材料(CFRTS)和TC4钛合金具有较高的比强度和比刚性，轻量化效果十分明显，在航空航天、新能源汽车制造中应用广泛。为实现CFRTS与TC4钛合金的高强度连接，引入“激光清洗+树脂填充”的界面复合调控工艺。在CFRTS和TC4钛合金激光焊接之前，首先，采用脉冲光纤激光器对CFRTS表面进行激光清洗处理，去除表层的环氧树脂，使CFRTS中的碳纤维裸露出来；其次，利用脉冲光纤激光器对钛合金表面进行微织构处理，提升焊接时熔融树脂与TC4钛合金的接触面积并形成“咬合”结构；最后，在清洗后的CFRTS和钛合金接触面之间添加合适厚度的聚酰胺(PA)树脂，进行激光辅助焊接。研究了激光清洗工艺对接头连接强度的影响，对比分析了不同激光清洗工艺参数下CFRTS的表面形貌、PA树脂填充情况、接头断口形貌，结果表明，激光清洗CFRTS可以显著增强CFRTS-TC4钛合金接头的强度，最大拉伸强度可达23.77 MPa。