玻璃纤维增强尼龙6振动摩擦焊接强度的影响因素

研究了玻璃纤维含量、苯胺黑色母含量、树脂相对黏度、焊接工艺(深度、振幅、压力)等因素对玻璃纤维增强尼龙6(PA6)焊接强度的影响。结果表明,玻璃纤维含量为30%的玻璃纤维增强PA6具有最大的焊接强度,为58.0 MPa;通过差示扫描量热分析发现,加入3%的苯胺黑色母能使玻璃纤维增强PA6的结晶温度从191.8℃降至173.7℃,但对焊接强度影响较小;随着树脂相对黏度从2.0提高到3.4,玻璃纤维增强PA6的结晶度从27.1%下降至16.2%,焊接强度略有提升;焊接工艺参数对玻璃纤维增强PA6的焊接强度影响较大的是振幅与焊接压力,振幅为0.4 mm时,焊接不充分,焊接强度仅为38.8 MPa,振幅为0.7 mm时,能充分焊接,焊接强度增至55.5 MPa,随着焊接压力从3.5 MPa提升到9.0 MPa,焊接强度从56.3 MPa下降至43.3 MPa。     

纤维增强树脂基复合材料的搅拌摩擦焊研究

利用搅拌摩擦焊实现了纤维增强树脂基复合材料的焊接,获得了焊接接头力学性能并分析了接头形成和断裂机制。结果表明,由于搅拌摩擦焊过程中搅拌针的摩擦剪切及对塑化材料的挤压作用,使树脂基体发生塑化并带动碳纤维迁移形成焊接接头,在搅拌头旋转速度950 r/min,焊接速度38 mm/min时,接头拉伸强度可以达到52.43 MPa,接近母材强度的51%,焊接接头的断裂机制主要为基体剪切断裂和纤维-基体界面脱粘。     

塑料组合构件高效超声波焊接的仿真与实验

运用ANSYS软件热力耦合模块,建立尼龙材质塑料组合构件超声波焊接温度场参数化模型,进行热力学分析与温度场模拟,发现在焊接压力400N、超声振幅30μm和焊接时间0.5s下,塑料组合构件有0.2mm厚度的部分达到了280℃,发生了熔化。基于汽车电子驻车制动系统中的电机齿轮单元塑料组合构件的超声波焊接技术,设计夹心式压电换能器、振幅增大装置等部件,构建高效、可靠超声波焊接加工振动系统。以拉脱性能为指标进行焊接参数正交实验,得到优化工艺参数组合为触发压力560N、焊接压力800N、焊接深度0.75mm,相应的拉脱力达到1 254N,验证了塑料组合构件超声波焊接方法的良好加工效果及固接可靠性。     

塑料组合构件超声波焊接振动系统的研制

以电子驻车制动系统中电机齿轮单元塑料组合构件为研究对象,设计超声波焊接振动系统(包括夹心式压电换能器、振幅增大杆和焊接工具头),并通过ANSYS多物理场耦合模块对所设计的超声波焊接振动系统进行了模态与谐响应分析。结果表明:当超声振动系统的谐振频率为18.6 kHz时,端面最大输出振幅达到31μm,符合尼龙材质塑料件超声波焊接要求。构建了超声波焊接振动系统,在振幅一定的情况下,以拉脱力为评价标准进行超声波焊接加工正交试验,得到优化工艺参数组合为触发压力450 N,焊接压力850 N,焊接深度0.70 mm。     

PP蜂窝板材的超声波焊接工艺参数研究

简述了聚丙烯(PP)蜂窝板的特点以及制造工艺过程,基于PP蜂窝板制作围板的需要,对其超声波焊接工艺参数进行研究。分析了焊接强度和焊接外观的主要影响因素,选取振幅、焊接压力、熔接时间和延迟时间做正交试验。结果表明,焊接压力对PP蜂窝板的焊接强度影响最大,随着焊接压力的增加,试样的最大破坏拉力表现出先急剧上升后平缓的趋势;其次是振幅、延迟时间和熔接时间,都呈先增加后减少的趋势;探索最佳工艺组合方案为振幅60%、焊接压力0. 7 MPa、熔接时间0. 7 s、延迟时间0. 6 s。最后,利用影像坐标测量仪观察焊缝切面,并分析其焊接过程。论文研究结论对PP蜂窝板这种带有空隙结构板材的超声波焊接具有一定的指导意义。     

碳纤维增强尼龙6复合材料的研究

研究了尼龙6的相对黏度对碳纤维增强复合材料的力学性能及其结构的影响。结果表明:碳纤维增强尼龙6复合材料的力学性能随尼龙6的相对黏度增加大而降低。碳纤维的质量分数为15%时,相对黏度为2.7的尼龙6的复合材料的拉伸强度和拉伸模量分别为179.6和11014 MPa;而相对黏度为2.0的尼龙6复合材料的拉伸强度和拉伸模量分别为220和14521MPa,分别提高了22.5%和31.8%。扫描电镜表明:碳纤维在不同尼龙6基体的复合材料中分散都比较均匀,复合材料断裂为纤维拔出断裂方式。     

碳纤维增强尼龙66复合材料的制备及性能

采用双螺杆挤出机熔融共混法制备了碳纤维(CF)增强尼龙66复合材料(PA66/CF),对其结构进行了表征,并研究了其力学性能。扫描电镜照片显示,在PA66/CF复合材料中,CF与PA66基体充分粘结在一起,其微观形貌表明,体系中碳纤长度为0.5~0.7 mm。力学性能测试发现,与尼龙66相比,PA66/CF复合材料各项力学性能指标均有大幅度提高。当加入4束碳纤维时,PA66/CF复合材料力学性能最佳,该复合材料的拉伸强度为200.2 MPa,与PA66相比提高了113.2 MPa;弯曲强度为280.2 MPa,比PA66提高了190.3 MPa;弯曲模量为13560.8 MPa,比PA66提高了10628.7 MPa;冲击强度为14.8 kJ/m^2,比与PA66提高了6.3 kJ/m^2。该PA66/CF复合材料密度较小、力学性能优良,可以广泛应用于风电叶片、发动机罩盖、仪表盘、车尾门等产品当中。     

焊缝金属对14MnMoNbB钢焊接性的影响

采用小铁研、对接拉伸、金相分析等试验方法 ,研究了不同强度焊缝金属焊接 14MnMoNbB钢时接头的抗裂性和力学性能。指出强度为 65 0MPa、焊缝金属相对厚度为 0 .5的低匹配焊接接头 ,具有良好的抗裂性和满意的综合力学性能     

无人机机翼用复合材料的胶接与性能研究

为了提升无人机机翼用碳纤维/铝复合材料的胶接强度,采用4因素5水平的正交试验法对超声振动胶接工艺参数进行了优化,并与传统未施加超声振动的胶接接头进行了对比。结果表明,超声振动胶接工艺中对胶接强度影响最大的是振动时间,其次为振动幅值,振动位置的影响最小;正交试验结果表明,碳纤维/铝胶接接头的最佳工艺参数为A3B5C3D5,即振动时间23 s、振动压力0.40 MPa、振动位置30 mm和振动幅值56μm,此时碳纤维/铝胶接接头胶接强度最大。相较于未施加超声振动的胶接接头,正交优化工艺下胶接接头的最大拉伸荷载平均值提高42.13%,胶接强度平均值提高41.59%。     

轨道交通车辆用PVC地板布焊接工艺研究

针对轨道车辆地板布焊缝开裂问题,以聚氯乙烯(PVC)地板布为研究对象,探讨了PVC地板布焊接过程中焊接机出风温度、运行速度、风量、加盖与否对PVC焊接接头性能的影响。分别采用体视显微镜和万能试验机对试件焊接接头的宏观熔合状态和拉伸强度进行检测。结果表明,当焊接机温度刻度为4.0,速度刻度为2.5,风量刻度为3,开盖,焊口与地板布间距为1.5 mm时,PVC焊接接头熔合状态良好且拉伸强度最大,可达7.57 MPa,为母材自身拉伸强度的80%。     

长玻纤增强聚甲醛注塑成型工艺的研究

制备了长玻璃纤维(LGF)增强聚甲醛(POM)复合材料。通过6因素2水平的正交试验,探讨了注射压力、注射速度、模具温度、保压压力、保压时间、冷却时间等工艺条件对LGF增强POM复合材料的制品表观和拉伸强度的影响。结果表明:注射压力、注射速度、保压时间和模具温度等4个工艺条件对LGF增强POM制品表观和拉伸强度的影响最大,当注塑成型条件分别为料筒温度180¹90℃、注射压力60 MPa、注射速度60 mm/s、模具温度80℃、保压时间15 s时,制品具有最佳的表观和力学性能。     

摩擦辅助超声波焊接塑料构件成热机理与应用

在超声波焊接基础上,结合旋转超声加工的特点,提出了摩擦辅助超声波焊接新方法,建立了左右拼接及上下固接焊接方式模型,推导出了热流密度计算公式。运用ANSYS软件热力耦合模块,建立了尼龙材质塑料件焊接熔化温度场模型,分析了在转速400 r/min、轴向力10 N和焊接振幅10μm的条件下,摩擦及超声作用的成热机理及可达温度,以摩擦作用1 s所产生的温度(191℃)为启动热源,超声作用时间为0. 5 s所产生的温度为255℃,达到尼龙材质塑料件的熔化温度。进行单一摩擦热作用与摩擦辅助超声作用基础试验,得到了良好的焊接效果,验证了模拟分析的正确性,表面引入摩擦辅助可以显著提高塑料焊接熔化效率,有利于摆脱传统超声波焊接对振幅的依赖性,拓展超声波焊接的使用范围。     

聚乙烯管道热熔对接焊接头性能的分析

测试和分析了聚乙烯管道热熔对接焊接头的结晶度、硬度、拉伸性能和冲击性能，并与基材的性能进行了比较。结果发现，焊接接头区域内的结晶度高于基材部分的结晶度。焊缝的拉伸强度和硬度也均高于基材，而冲击强度低于基材。     

PVC-U异型材门窗焊接工艺的探讨

采用四因素三水平正交试验考察了影响PVC—U异型材门窗焊接强度的关键因素（焊接温度、熔融时间、焊接时间、焊接压力等）。结果表明：①影响PVC—U异型材门窗焊角强度的最主要因素是熔融时间,之后依次是焊接时间、焊接压力、焊接温度;②适宜的工艺条件为;焊接温度245-255℃、熔融时间30s左右、焊接时间30s左右、焊接压力0．4MPa左右。     

长玻璃纤维增强尼龙66力学性能的研究

采用自行研制的熔体浸渍包覆长玻纤装置,制备了长玻纤增强尼龙66(LFT-PA66)复合材料.研究了玻纤用量、预浸料粒料长度和相容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-G-MAH)对长纤维增强尼龙66的拉伸强度和冲击强度的影响.结果表明:长玻纤增强尼龙66的力学性能明显优于短玻纤增强尼龙66(SFT-PA66),相容剂PP-G-MAH的加入增强了界面黏结强度,提高了长玻纤增强尼龙66复合材料的拉伸强度和冲击强度.     

高流动性碳纤维增强尼龙66的制备与性能

以尼龙66为基体材料,添加碳纤维、增韧剂、流动改性剂等相关功能助剂,通过双螺杆挤出机制备了碳纤维增强尼龙66复合材料,采用注塑工艺制备了碳纤维增强尼龙66复合材料的标准试样,研究了碳纤维及流动改性剂含量对复合材料力学性能和熔体流动性能的影响。结果表明,提升碳纤维含量可以大幅度提高碳纤维增强尼龙66复合材料的力学性能,当碳纤维质量分数为35%时,复合材料的拉伸强度达到251 MPa,比纯尼龙66树脂提高了210%,弯曲强度由纯树脂的72 MPa提高到358 MPa,提高了397%,缺口冲击强度提高了178%,达到22 kJ/m~2。通过加入流动改性剂可以提高碳纤维增强尼龙66复合材料的熔体流动速率(MFR),并且不影响复合材料的力学性能,当流动改性剂的质量分数为1%时,碳纤维质量分数为25%的复合材料的MFR达到16.1 g/(10 min),比未添加流动改性剂时提高了193%,碳纤维质量分数为35%的复合材料的MFR为15.5 g/(10 min),比未添加流动改性剂时提高了319%。     

CF/PPS复合材料层板电阻焊接研究

针对航空结构用碳纤维增强聚苯硫醚(CF/PPS)复合材料层板采用电阻焊接进行了实验研究,电阻热元件选择了CF/PPS混编织物,重点研究了输入功率、输入能量、焊接时间与压力对焊接接头性能的影响。结果表明,焊接过程中,CF/PPS混编织物加热元件在焊接结合面上产生的温度场两端略高于中间,整体温度分布均匀;在1~1.5 MPa压力范围下和80~170 kW/m^2的功率范围内,可获得质量良好的焊接接头;通过电阻焊接实现最大剪切强度(均值17.92 MPa)与模压制备基准试样剪切强度(均值17.88 MPa)相当;剪切断口观测分析表明,焊接质量良好的焊接接头主要失效形式为层内失效破坏;同时,提出了采用CF/PPS混编织物作为电阻元件焊接CF/PPS复合材料层板的最佳工艺窗口。     

艺术装饰复合材料的胶接工艺研究

通过在胶接过程中引入超声振动的方法,采用正交试验法研究了胶接工艺参数对艺术装饰复合材料胶接强度影响.结果表明,对艺术装饰复合材料胶接强度影响从大至小顺序为:振动时间>振幅>振动压力>振动位置,最佳胶接工艺参数为A3B5C3D5,即振动时间21s、振动压力0.35MPa、振动位置35mm和振幅57μm时取得胶接强度最大值...     

15CrMo钢焊接修复工艺参数研究

本文以15CrMo钢为例,对其焊接修复的工艺参数进行研究。试验中,选择规格为60 mm×40mm×30 mm、100 mm×50 mm×50 mm的15CrMo钢,2.5 mm的TIG-R30焊丝、3.2 mm的R307焊,分别进行焊接修复试验和验证试验。在此基础上,对本试验中得到的最优工艺参数与传统的焊后热处理态进行对比分析。结果表明,1)焊接最佳条件为：焊条直径3.2 mm、焊接速度150 mm/s;焊条直径4.0 mm、焊接速度90 mm/s。2) 5道次单层堆焊的焊接热输入会多次作用于焊接接头,提升了焊接接头的力学性能。3)验证性试验实施去半道的操作,并应用气锤去除部分应力。最终获得的焊接接头的硬度降低到260 N/mm²,抗拉强度640 MPa,缺口冲击功达到185 J且获得了良好的焊接接头硬度分布与显微组织特性。     

超声波焊接条件对PC/ABS与PMMA焊接强度的影响

研究了聚碳酸酯(PC)/丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)合金超声波焊接材料设计及焊接条件,对其与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)焊接强度的影响。研究发现,减少PC含量,采用高分子量的PC,都会使PC/ABS与PMMA超声波焊接的结合强度增加。可调节的几种焊接因素中,焊接时间和振幅对结合强度影响大,合适的加工参数才能得到焊接表面良好且焊接拉拔力大的焊接效果。工艺参数调制振幅70%,延长时间为0.7 s,焊接时间为0.2 s,保压时间为0.15 s,所得的焊接强度优异,表面效果较好。