基于孔隙提取的Al/CFRTP激光连接评价方法

• 作者: 王福吉 高顿林 王琦 马瑜 刘敬元
• 来源期刊: 纤维复合材料
• 关键词: 激光连接 CFRTP 铝合金 孔隙率 接头剪切强度
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 页码范围: 3-10
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-6423.2021.01.001

摘要

孔隙缺陷是影响铝合金与碳纤维增强热塑性复合材料激光连接接头剪切强度的关键因素,而准确高效的孔隙评价方法更是研究孔隙与接头剪切强度关系的重要基础.但由于接头内孔隙具有形态多样、与纤维及树脂相互混杂的特点,在孔隙提取时面临孔隙难辨识、噪点难消除等问题.为此,本文提出了一种基于图像处理技术的孔隙率评价方法,通过增强接头截面孔隙边缘和消除纤维聚集等因素导致的噪点,实现了接头孔隙的精确提取与孔隙率计算评价,并通过对比不同激光连接工艺及界面是否填充树脂情况下的孔隙提取情况,对该评价方法的准确性与适用性进行了验证.此外,本文还分析了不同孔隙率下的接头剪切强度与断裂形式,从而明确了孔隙率对接头剪切强度的影响规律.结果表明,接头孔隙率过低或过高时,激光连接接头失效均发生在界面处,对接头剪切强度具有不利的影响,将接头孔隙率控制在一定范围内是获得最佳接头剪切强度的有效途径.基于接头内孔隙提取的激光连接评价方法对其他类型的激光连接缺陷研究亦具有一定的指导作用.