近期，中國科學院上海光學精密機械研究所激光智能製造技術研發中心研究員楊上陸團隊，在金屬-碳纖維複合材料異質接頭激光輔助連接方麵取得新進展。科研團隊采用可調平頂矩形半導體(ti) 激光作為(wei) 熱源，實現了高強鋼與(yu) 熱塑性樹脂基碳纖維複合材料的連接，闡明了異種材料界麵熱曆史、界麵成形機製與(yu) 接頭性能的關(guan) 係，並提出了新型激光熱輸入工藝策略。

開發高性能的多材料體(ti) 係混合結構是航空航天領域的發展趨勢。碳纖維增強熱塑性複合材料具有超高的比強度和韌性，與(yu) 金屬混合應用可同時滿足結構輕量化以及成本控製的需求。金屬和複合材料之間存在物理化學性質差異，現有異種材料連接方法存在不足，亟待開發高質高效的新型連接工藝。    

科研團隊探究了激光輔助連接過程中的界麵熱曆史，分析了樹脂基體(ti) 的溫度狀態以及樹脂基體(ti) 在金屬表麵的潤濕行為(wei) ，對比了不同界麵熱曆史對界麵連接缺陷、化學成分、接頭強度和失效行為(wei) 的影響。該研究通過界麵熱曆史設計方法與(yu) 激光熱輸入工藝調控，實現了極限界麵溫度和充分保溫時間，有助於(yu) 樹脂基體(ti) 在金屬表麵的完全熔化和擴散，進而填充界麵的微孔，促進化學鍵合，產(chan) 生峰值載荷高於(yu) 10kN、剪切強度高於(yu) 22MPa的高質量接頭。

該研究在航空航天等相關(guan) 領域具有廣闊的應用前景。相關(guan) 研究成果以Effect of interfacial thermal history on bonding mechanism of laser assisted joining of QP980-CFRTP with adjustable flat-top rectangular laser beam為(wei) 題，發表在《複合材料結構》（Composite Structures）上。

激光輔助連接工藝、超快激光表麵處理結構和界麵熱曆史監測

界麵熱曆史與(yu) 金屬表麵樹脂潤濕行為(wei) 關(guan) 係