用于鋼接頭的脈沖激光處理技術

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將高強度鋼集成在輕型車輛中。其中關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，將處理結果與噴砂表面預處理方法的處理結果進行比較，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。