碳纤维管胶接接头在汽车应用的优缺点分析

  21世纪,我国的汽车工业迎来了高速发展的新时期,其中尤属轿车,其增长速率达到了20%以上。为了节省能源,除了不断研制高性能、省油发动机外,必须通过减轻汽车自重来实现。众多学者为此正在摸索和采用新技术、新材料、新工艺,寻求各种更有效而价廉的轻质材料,如使用复合材料替代金属材料,采用胶接替代焊接等使得汽车自重减轻的重要手段。

  1.胶接接头的常见形式

  碳纤维管胶接接头有6种形式,分别是:①单面搭接,②带板搭接,③双搭接,④双带板搭接,⑤阶梯型搭接,⑥楔形搭接,它们在实践中有较为广泛的应用。

  2.胶接接头的优缺点

  碳纤维管的胶接工艺对比传统机械连接有许多优点:

  ①接头胶接面都承受载荷,机械强度相对较高。

  ②胶接应力均匀分布在整个粘接面上,有效避免了应力集中,接头的耐疲劳强度提高。

  ③胶接结构的重量很轻,如飞机胶接代替铆接,重量可以减轻34%.

  ④粘接具有密封的作用,而且胶粘剂大部分是电绝缘体,因此可以防止粘接材料发生电化学腐蚀。

  ⑤工艺温度比较低,胶接可在较低温度(甚至室温)下进行,可以免除对热敏感材料受到的损害。

  ⑥胶粘剂可以连接不同材料,还能对异型、复杂和大面积的结构件进行粘接,也适于较薄、微小构件的连接。

  同样胶接也存在很多缺点:工况温度过高会使胶层强度急速下降。某些胶粘剂耐老化及耐化学腐蚀性较差;某些胶粘剂的工艺复杂,需要经过高温、加压,固化时间长,被粘物需经过表面处理等,质量检验比较困难,没有完善的无损检查方法。