交叉沟槽TC4接头

强度翻倍

针对CFRTP/TC4激光焊接接头，通过设计±45°交叉沟槽结构，在界面形成机械互锁和化合物层，同时抑制CFRTP热解，显著提升接头强度。

王璐 · Youmin, Rong · 吴从义 · Xu, Jun · Jiang, Hu · 黄禹 · Guojun, Zhang

Applied Surface Science 2024

具体参数

极限剪切力

{'zh': '1552', 'en': '1552'} N

强度提升

{'zh': '120.1', 'en': '120.1'} %

技术优势

强度提高120%

±45°交叉沟槽设计通过增加热接触电阻和冷却后的机械互锁强化，使极限剪切力达到1552 N。

抑制热解和气泡

沟槽提高了界面热接触电阻，缓冲了CFRTP侧的能量输入，从而抑制了CFRTP的热解并消除了气泡缺陷。

形成新化学键

在界面处发现了一种新型化学键合TiOS，并确认了CTi0.42V1.58化合物层。

机械互锁增强

沟槽增强了冷却后的机械互锁，这是接头强化的主要机制之一。

应用场景

• 航空航天结构件：提升CFRTP与钛合金焊接强度，满足航空结构件轻量化连接需求。
• 碳纤维复合材料连接：通过表面沟槽设计，实现CFRTP与金属的高强度连接。
• 轻量化制造：实现CFRTP与钛合金的高强度连接，替代传统紧固件减轻重量。
• 激光焊接工艺：只需增加激光表面加工沟槽步骤，即可大幅提升接头性能。