碳纖維復(fù)合材料不同于金屬,無法通過傳統(tǒng)焊接的方式來獲得更好的傳遞載荷的性能,那只能通過其他的連接方式了。目前已知的3種碳纖維復(fù)合材料的連接方式為機械連接、膠接和混合連接,我們來總結(jié)一下這3種連接方式的優(yōu)點和缺點。
 
碳纖維復(fù)合材料打孔
 
碳纖維復(fù)合材料的機械連接
 
優(yōu)點:
1、檢查方便,可靠性高,易于后期維護;
2、可重復(fù)裝配,后期維修代價低;
3、無殘余應(yīng)力;
4、受環(huán)境影響小。
 
缺點:
1、制孔周圍局部應(yīng)力集中,降低了連接效率;
2、打孔后層壓板局部強度下降,可能影響綜合性能;
3、制孔要求較高,需要配套專業(yè)的鉆孔設(shè)備;
4、電化學腐蝕。
 
 
碳纖維復(fù)合材料的膠接
 
優(yōu)點:
1、無鉆孔引起的應(yīng)力集中,層壓板強度不受影響;
2、抗疲勞、密封減震、絕緣性好;
3、組織裂紋擴展,安全性好;
4、不同材料無電化學腐蝕。
 
缺點:
1、強度分散性大,剝離強度低,難以傳遞大載荷;
2、受環(huán)境影響大,易老化;
3、膠接面需特殊處理,工藝要求嚴格;
4、永久性連接,膠接后不可拆卸,修補困難。
 
 
碳纖維復(fù)合材料的混合連接
 
混合連接是機械連接和膠接的融合之作,既滿足了碳纖維復(fù)合材料的裝備需求,有具備了2者大多數(shù)的優(yōu)點。
1、可以阻止或延緩膠層損傷的擴展,提高抗剝離、抗沖擊、抗疲勞和抗蠕變等性能;
2、具備密封、減震、絕緣的情況下進一步增大連接強度,提高載荷傳遞能力;
3、隔離金屬緊固件與復(fù)合材料,無電化學腐蝕。
 
混合連接注意事項: 
1、應(yīng)選用韌性膠黏劑,盡量使膠接的變形與機械連接的變形相協(xié)調(diào);
2、需要提高緊固件與孔的配合精度,否則易引起膠層剪切破壞,降低連接強度。
 
碳纖維復(fù)合材料的3種連接方式可以看成是一個碳纖維復(fù)材連接的發(fā)展史,從機械到膠接,再到混合,目的都是為了提高連接后能夠最大程度的傳遞載荷。未來可能還會有新的連接方式出現(xiàn),我們不妨等等看。