碳纖維熱塑性複合材料（Carbon Fiber Reinforced Thermal Polymers, 以下簡稱CFRTP）是一種高性能新型材料，具有比強度高、耐腐蝕、抗疲勞、耐熱性好等特點，在汽車輕量化、無人機製造、航空航天、國防軍工上有著良好的應用前景。CFRTP在應用過程中經常遇到與金屬異質材料的連接問題，如飛機CFRTP蒙皮、功能件與鋁合金結構件的連接，輕量化汽車CFRTP車身覆蓋件與金屬結構件的連接等。這些異質結構件最薄弱的部分往往是CFRTP與金屬連接接頭部位，接頭的質量將直接決定著異質結構件的強度和使用壽命。因此，實現CFRTP與金屬高質量的連接是其工程化、產業化應用的關鍵技術之一。 

當前CFRTP最常用的連接方法有機械連接、膠結、焊接等。其中，焊接利用了CFRTP基體(ti) 材料熱塑性樹脂二次熔融的特點，通過加熱熔融連接界麵，使樹脂分子擴散完成連接。該方法連接界麵與(yu) 基體(ti) 材料有良好的相容性，連接強度和環境適應性優(you) 於(yu) 膠結方法，連接件的應力分布比機械連接更均勻，不會(hui) 產(chan) 生應力集中，而且焊接工藝時間短，便於(yu) 實現自動化。作為(wei) 一種非接觸式的焊接方式，激光焊接具有焊接速度快、焊接強度高、振動應力小、適合焊接複雜結構件等優(you) 勢，在CFRTP的焊接上具有良好的應用前景。 

寧波材料所所屬先進製造技術所激光與(yu) 智能能量場製造團隊與(yu) 北京大學深圳研究院合作，針對CFRTP/金屬異質結構的激光連接技術進行了研究。通過建立CFRTP-金屬激光直接連接數學模型，實現了焊接過程熱效應的仿真，以及熔寬、熔深及熱損傷(shang) 的預測；對連接接頭組織表征分析，發現接頭處氣泡的存在導致應力集中並產(chan) 生微裂紋，成為(wei) 接頭失效的主要原因，並對氣泡的產(chan) 生機理進行了研究（《電加工與(yu) 模具》，2015，6:6-31）；通過工藝創新，利用激光熔融填充樹脂方法可顯著提高CFRTP/金屬異質結構件的連接強度（發明專(zhuan) 利：201510014414.4）。相關(guan) 研究被評為(wei) “第十六屆全國特種加工學術會(hui) 議”大會(hui) 優(you) 秀論文（2015，11月1-3日，廈門，華僑(qiao) 大學），並在國際會(hui) 議上報告（International Congress on Applications of Lasers & Electro–Optics, October 18-22, 2015, Atlanta, GA, USA），得到國內(nei) 外同行的關(guan) 注。 

該項目得到寧波市自然科學基金（2015A610078），深圳市基礎研究布局項目（JCYJ20150529162228734）的支持。