用于鋼接頭的脈沖激光處理技術(shù)

刊名：Journal of Adhesion Science and Technology（英）

刊期：2016年第30期

作者：Giovanna Rotella et al

編譯：趙喚

汽車工業(yè)正利用改進的接合技術(shù)將高強度鋼集成在輕型車輛中。其中關(guān)注的重點在于脈沖激光處理對提高汽車鋼基材之間粘合強度的影響。對由雙相鋼DP500（厚1mm、屈服應力310MPa、極限強度520MPa）制造的接頭表面進行脈沖光纖激光（光纖直徑為1064nm）預處理，將處理結(jié)果與噴砂表面預處理方法的處理結(jié)果進行比較，并在兩個準靜態(tài)負荷工況（即單圈和T型剝離條件）下進行試驗。噴砂和激光照射都使接頭表面的外表或形狀發(fā)生變化。噴砂處理過程中由于磨料對工件表面的沖擊和切削作用，使接頭表面具有不同的粗糙度。但激光照射涉及表面熔化、再凝固和汽化過程，能夠同時改變接頭表面的粗糙度和形狀。選用具有完全不同力學性能的環(huán)氧樹脂粘合劑（DELO AD286粘合劑和Scotch-Weld DP490粘合劑。前者屬于單組分且具有熱固化特性，而后者屬于雙組分觸變粘合劑。根據(jù)使用說明，將單組分的DELO AD286粘合劑在130℃下固化1.5h，而雙組分Scotch-Weld DP490粘合劑在65℃下暴露2.5h。）制造接頭。對接頭接觸面進行電子顯微鏡掃描分析、粗糙度分析和接觸角測量分析，以評估粘合層厚度和粘合劑類型對接頭的影響。在具有較高濕度和溫度（即加速老化）的條件下對試樣進行T型剝離試驗。試驗和分析結(jié)果表明：①接頭的剪切應力幾乎不受表面處理方法的影響；②用1064nm的光纖束照射接頭表面能夠大大提高接頭的剝離強度；③粘合劑厚度的增加會降低接頭的剝離強度，而激光輻射有利于改善接頭在靜態(tài)和熱負荷條件下的機械性能。