Récemment, une équipe du chercheur Yang Shanglu de l'Institut d'optique et de machines de précision de Shanghai (SIPM) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a réalisé de nouveaux progrès dans l'assemblage assisté par laser de joints hétérogènes de composites métal-fibre de carbone au centre de R&D. de la technologie de fabrication intelligente au laser. L'équipe a utilisé un laser à semi-conducteur rectangulaire à sommet plat accordable comme source de chaleur pour réaliser l'assemblage d'acier à haute résistance et de composites de fibres de carbone à base de résine thermoplastique, et a élucidé la relation entre l'histoire thermique interfaciale des matériaux hétérogènes, le mécanisme de mise en forme interfaciale. , et la performance conjointe, et a proposé un nouveau type de stratégie de processus d'apport de chaleur laser. Les résultats de recherche associés sont résumés sous le titre « Effet de l'histoire thermique interfaciale sur le mécanisme de liaison de l'assemblage assisté par laser de QP980-CFRTP avec un faisceau laser rectangulaire à dessus plat réglable », publié dans Composite Structures.
Le développement de structures hybrides hautes performances avec des systèmes multi-matériaux est une tendance croissante dans l’industrie aérospatiale. Les composites thermoplastiques renforcés de fibres de carbone (CFRTP) ont une résistance spécifique et une ténacité élevées et peuvent être hybridés avec des métaux pour satisfaire à la fois aux exigences d'allègement structurel et de contrôle des coûts. En raison de l’énorme différence de propriétés physicochimiques entre les métaux et les composites, les méthodes existantes d’assemblage de matériaux différents sont inadéquates et il existe un besoin urgent de développer de nouveaux procédés d’assemblage de haute qualité et efficacité.
L'équipe étudie l'histoire thermique interfaciale du processus d'assemblage assisté par laser, analyse l'état de température de la matrice de résine et son comportement de mouillage sur la surface métallique, et compare les effets de différents historiques thermiques interfaciaux sur les défauts d'assemblage interfacial, les compositions chimiques, les joints. les forces et les comportements d’échec. Grâce à la méthode de conception de l'historique thermique interfacial et à la régulation du processus d'entrée thermique au laser, la température interfaciale limite et le temps de maintien suffisant sont obtenus, ce qui aide la matrice de résine à fondre et à diffuser complètement sur la surface métallique, à remplir les micropores à l'interface et à favoriser la liaison chimique, résultant en un joint de haute qualité avec une charge maximale supérieure à 10 kN et une résistance au cisaillement supérieure à 22 MPa. Les résultats de recherche connexes offrent un large éventail de perspectives d’application dans l’aérospatiale et dans d’autres domaines connexes.
Figure 1. Processus d'assemblage assisté par laser, structure de traitement de surface laser ultrarapide et surveillance de l'historique thermique de l'interface
Figure 2. Relation entre l'histoire thermique interfaciale et le comportement de mouillage de la résine sur la surface métallique
