24、焊接与复合材料性能研究：PCGMAW与MWCNT - GFRP的探索

焊接与复合材料性能研究：PCGMAW与MWCNT - GFRP的探索

在材料加工与制造领域，焊接质量和复合材料性能一直是研究的重点。脉冲电流气体保护金属电弧焊（PCGMAW）在厚板焊接中展现出独特优势，而多壁碳纳米管增强玻璃纤维增强聚合物（MWCNT - GFRP）复合材料则在热弹性响应方面具有潜在应用价值。本文将深入探讨这两个方面的研究内容。

1. PCGMAW焊接研究

1.1 研究背景

随着工件厚度增加和新材料的应用，多道焊接成为必要。焊接接头质量取决于沉积特性，如熔合面积（AF）、焊缝熔敷面积（AW）、熔敷形状系数（FF）、单位焊缝熔敷质量的母材熔合分数（FBMF）、稀释率（DL）和焊趾角（BTA）。传统的熔焊工艺存在一些问题，而PCGMAW通过电流脉动降低有效电流和能量输入，改善了这些问题。然而，正确选择脉冲参数以获得高质量焊接是一项挑战。

1.2 实验过程

• 材料与设备 ：使用1.2mm直径的填充焊丝，对16mm厚的高强度低合金钢（HSLA）钢板进行GMAW和PCGMAW焊接。采用反极性，以99.98%的纯氩气作为保护气体，流量为18l/min。

• 参数设置 ：设置不同的脉冲参数，记录相应的电弧电压（V）、总能量输入（Ω）、焊接速度（S）和平均电流（Im）等参数，具体数据见表1。
  | 电弧电压 (V) | 总能量输入 (Ω) (kJ/cm) | 焊接速度 (S) (cm/min) | 平均电流 (Im) (A) | Ieff (A) | φ | 脉冲参数（Ip、Ib、f (Hz)、tb (sec)