铝合金-聚醚醚酮异种材料激光连接工艺特性

采用激光连接技术实现了2mm厚2195铝锂合金与3mm厚聚醚醚酮(PEEK)搭接,对比分析了铝合金焊前表面未处理与磷酸阳极氧化处理两种情况,不同工艺参数条件下接头外观成形、连接界面的微观形貌以及抗拉剪切破坏力情况.结果表明,2195–PEEK异质接头的PEEK一侧可见"弧形"熔融区,对于表面磷酸阳极氧化处理的接头,该线形包络内可见大量尺寸不一的微小气孔,连接界面原始间隙消除形成有效连接;磷酸阳极氧化处理可显著提升接头结合强度,在激光功率1400W、扫描速度3mm/s时,可达到最大抗拉剪切破坏力4479N(PEEK试片宽度30mm),失效位置位于PEEK一侧,界面未被破坏;磷酸阳极氧化处理2195–PEEK激光直连接头界面形成了4μm厚度的过渡层,过渡层的厚度与磷酸阳极氧化膜厚度基本一致,Al、C元素浓度形成渐变过渡,推测该过渡层内形成"Al–O–PEEK"化学键,这是提高接头连接强度的重要原因.