表面微结构对铝合金与PA66激光焊性能影响张功达，朱琦，刘亚运，王传洋(苏州大学,苏州,215137)摘要：为提高金属与塑料的激光焊接头强度，提出了异种材料的微结构激光焊的方法.为探究表面微结构参数对金属与塑料激光焊头强度的影响，焊接前采用飞秒激光在金属表面制备了不同参数的微结构；采用拉伸剪切试验、连接界面以及断面微观观测等方式探究了微结构参数对焊接接头强度的影响机制.结果表明，金属与塑料的焊接接头强度与微结构的填充效果以及连接面积有关，随着微结构尺寸的增加，金属与塑料焊接接头强度增加，但过大的微结构尺寸会使得熔融塑料无法对微结构进行充分填充，未填充缺陷的出现会使焊接接头的强度减小；随着间隔距离的增加，微结构覆盖率下降，金属与塑料有效连接面积减少，焊接接头强度持续减小.创新点：(1)采用飞秒激光器对铝合金表面进行微结构加工，实现了铝合金与PA66激光焊性能的提升.(2)选用交错排列的微结构阵列，探究了不同微结构参数对铝合金与PA66接头性能的影响.(3)基于不同接头的微观形貌，分析了不同微结构参数对接头性能的影响机理.关键词：异种材料；激光焊；飞秒激光加工；微结构参数；焊接接头强度中图分类号：TG444文献标识码：Adoi：10.12073/j.hjxb.202210020020序言金属与高分子材料的结合使用可以实现结构件的轻量化.轻量化设计是目前研究的热点，涉及交通运输、民用基础设施、工业制造以及清洁能源技术等方向[1-5]，例如在汽车生产中，随着现代社会汽车保有量的快速增长，汽车使用带来的环境污染和能源消耗问题日益严重[6-8]；金属与高分子材料的结合使用对汽车的轻量化设计具有重要意义，轻量化设计可以有效减轻车身重量，提高汽车的动力性能，降低能源消耗以及CO2排放[9-10].金属与塑料的连接方法有机械连接、粘接、超声波焊接、激光焊等.机械连接加工时间长、加工成本高、易受形状和尺寸的限制，机械连接大多需要借助外部紧固件，外部紧固件的加入使得构件整体重量增加，同时机械连接过程易出现应力集中现象[11]；粘接剂连接对环境要求较高、抗冲击抗疲劳性能较差、长期稳定性差，同时在粘接过程中会产生有害物质，对环境造成污染[12-14]；超声波焊接噪声过大，对人体产生严重危害[15-16]；激光焊作为一种无接触、高效、环保的焊接技术，被广泛应用于工业生产中[17-19]，激光焊技术可以实现两种材料的直接连接，无需添加额外的材料和连接配件.国内外针对金属与塑料激光焊接头强度的提升开展了大量的研究....
