摩擦搅拌连接技术制备金属-聚合物复合板的创新方法及其在轻量化结构中的应用

为解决金属与聚合物重叠连接中因中性线错位导致的二次弯矩和弯曲应力问题，研究人员创新性地采用摩擦搅拌连接(FSJ)技术，将AA6082-T6铝合金与玻璃纤维增强聚合物(Noryl GFN2)以对接带板(buttstrap)构型进行连接。实验成功制备了9组接头，其极限抗拉强度达80.3-138.9 MPa（相当于铝合金强度的27.7-47.9%），微观结构分析揭示了界面缺陷对性能的影响，为轻量化结构应用提供了新方案。

　　

这项突破性研究探索了摩擦搅拌连接(Friction Stir Joining, FSJ)技术在金属-聚合物复合材料制备中的创新应用。针对传统机械紧固、常规焊接和粘接的技术局限，科研团队另辟蹊径，采用对接带板(buttstrap)构型将AA6082-T6铝合金与玻璃纤维增强聚合物(Noryl GFN2)进行连接，有效规避了重叠连接中因中性线错位引发的二次弯矩问题。

通过系统优化工艺参数，研究团队成功制备了9组性能优异的复合接头。令人振奋的是，这些接头展现出80.3-138.9 MPa的极限抗拉强度，相当于基体铝合金强度的27.7-47.9%。微观结构分析揭示了界面区域存在两类特征性缺陷：典型对接接头中常见的未焊合根部缺陷，以及重叠接头特有的钩状缺陷。这些缺陷尺寸直接影响着铝合金板间的有效连接厚度，进而决定了接头的力学性能表现。

研究证实，这种创新的连接技术为开发先进轻量化结构提供了可靠解决方案。虽然界面缺陷不可避免，但通过工艺优化仍可获得满足工程需求的力学性能。该成果为汽车、航空航天等领域的轻量化设计开辟了新途径，展现出广阔的应用前景。