航空復(fù)材電磁感應(yīng)焊接過(guò)程及焊接強(qiáng)度

蘇洲，黃曉明，陳中傲，游文濤，于立國(guó)，董正寶

（1.安徽理工大學(xué)，安徽 淮南 232001；2.山東航空學(xué)院，山東 濱州 256603）

0 前言

CFRP 為輕質(zhì)量、高強(qiáng)度、耐疲勞等優(yōu)異材料屬性的杰出代表，其密度約為鋼制合金密度的1/5，但強(qiáng)度是鋼制材料的10 倍，所以CFRP 在航空器制造與結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)等工程領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景，如應(yīng)用在波音787 機(jī)體上的CFRP 占飛機(jī)總重的50%以 上[1?3]。開(kāi) 展CFRP 應(yīng)用技術(shù)研究，對(duì)提高飛機(jī)等航空器性能有重要意義。

CFRP 主要應(yīng)用在飛機(jī)蒙皮裝配方面，其連接技術(shù)主要有螺栓連接、膠接和螺栓與膠接混合連接等。螺栓連接技術(shù)成熟，連接簡(jiǎn)單，但緊固件裝配會(huì)導(dǎo)致重量增加，連接時(shí)層合板需要開(kāi)孔，會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中；膠接應(yīng)力分布均勻，重量輕，膠接后不會(huì)占用額外裝配空間，但膠接后不可拆卸，膠接技術(shù)要求較高[4?5]。碳纖維熱塑性復(fù)合材料因其加工簡(jiǎn)單、抗沖擊性高、修復(fù)潛力高以及可通過(guò)焊接自動(dòng)連接，在不同的應(yīng)用中正在取代熱固性碳纖維復(fù)合材料[6?7]。碳纖維熱塑性復(fù)合材料樹(shù)脂基體高溫熔化，低溫凝固，可通過(guò)焊接的方式連接。目前使用的CFRP 的焊接方式主要有電阻焊接，超聲波焊接，以及電磁感應(yīng)焊接[8?9]，感應(yīng)焊接與電阻焊接相比，不需要在焊接層放置導(dǎo)電件，減少應(yīng)力集中[10]；感應(yīng)焊接不會(huì)像超聲焊接因?yàn)楦哳l振動(dòng)引起材料表面疲勞破壞[11]。CFRP感應(yīng)焊接不需要加入界面導(dǎo)電層，只需在焊接添加熱塑性膠粘劑，電磁感應(yīng)焊接質(zhì)量受到電流頻率、線圈形狀及在CFRP 層合板搭接區(qū)域添加的膠粘劑熔融程度等影響[12]。Segreto 等人[13]通過(guò)改變感應(yīng)焊接工藝參數(shù)，研究了對(duì)CFRP 試樣焊接強(qiáng)度的影響。Lionetto 等人[14]通過(guò)建立PEEK 熔化和結(jié)晶行為的電磁和傳熱模型，研究了熔融程度對(duì)焊接強(qiáng)度的影響，感應(yīng)焊接CFRP 有著顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

聚醚醚酮（PEEK）材料具有耐高溫、耐腐蝕及強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)異的力學(xué)物理性能[15]，單毫等人[16]通過(guò)紅外加熱纏繞成形工藝獲得碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮（CF/PEEK）制品，層間剪切強(qiáng)度達(dá)到82 MPa。王鑫等人[17]通過(guò)超聲原位固結(jié)成形工藝，制備CF/PEEK層合板，研究了超聲原位固結(jié)成形與熱壓成形工藝制造的層合板的力學(xué)性能。周天睿等人[18]采用熔融浸漬法制備了CF/PEEK 預(yù)浸帶，并制備層合板，研究了成形溫度，壓力大小等因素對(duì)層合板力學(xué)性能的影響。通過(guò)PEEK 材料作為膠粘劑進(jìn)行感應(yīng)焊接的試驗(yàn)研究較少，文中則對(duì)PEEK 膠粘劑焊接CF/PEEK 層合板進(jìn)行感應(yīng)焊接研究。

目前研究聚焦在電磁感應(yīng)焊接過(guò)程中的焊接裝置參數(shù)的影響，缺乏對(duì)感應(yīng)焊接過(guò)程及焊接試樣強(qiáng)度的數(shù)值仿真與試驗(yàn)研究。文中基于電磁感應(yīng)、熱傳遞及焊接接頭強(qiáng)度，建立電磁感應(yīng)焊接的電?磁?熱?結(jié)構(gòu)進(jìn)行多物理場(chǎng)聯(lián)合仿真模型，選用PEEK樹(shù)脂浸漬碳纖維制備的CF/PEEK 層合板，對(duì)膠層厚度、CFRP 接頭搭接長(zhǎng)度對(duì)焊接強(qiáng)度影響規(guī)律進(jìn)行研究。

1 電磁感應(yīng)焊接理論

感應(yīng)焊接原理是利用高頻交變電流在感應(yīng)線圈附近形成交變磁場(chǎng)，通過(guò)CFRP 基體回路產(chǎn)生感應(yīng)渦流并發(fā)熱，當(dāng)焊接接頭區(qū)域放置的樹(shù)脂融化時(shí)施加壓力實(shí)現(xiàn)焊接。

1.1 電磁場(chǎng)理論

在電磁感應(yīng)焊接的過(guò)程中，電磁場(chǎng)由麥克斯韋方程組控制[19 ?20]。在真空中的閉合曲面內(nèi)的電荷分布與產(chǎn)生的電場(chǎng)之間的關(guān)系由高斯定理表示為

式中：H為磁場(chǎng)強(qiáng)度；J為求解磁疇時(shí)矢量形式的電流密度；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度。

交變電流和時(shí)變電場(chǎng)表示為

式中：ε為介電常數(shù)；E為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；t為感應(yīng)線圈的通電時(shí)間。

磁場(chǎng)磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表示為

電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系表示為

式中：σ為電導(dǎo)率；Js為傳導(dǎo)電流密度。

復(fù)合材料的碳纖維是一種非導(dǎo)磁性材料，磁感應(yīng)強(qiáng)度表示為

式中：真空磁導(dǎo)率u0=4π·10?7H/m；相對(duì)磁導(dǎo)率ur=1。

在數(shù)值模擬分析中，磁場(chǎng)的邊界條件表示為

式中：n為磁場(chǎng)的邊界向量；A為磁矢量勢(shì)。

1.2 傳熱分析過(guò)程原理

CF/PEEK 層合板內(nèi)電能轉(zhuǎn)換為熱能的過(guò)程表示為

式中：Qe是磁場(chǎng)產(chǎn)生的熱量。

由于感應(yīng)加熱進(jìn)行熱交換，熱量從高溫區(qū)域傳導(dǎo)向低溫區(qū)域。應(yīng)用熱力學(xué)熱交換定律，在數(shù)值模擬軟件中對(duì)渦流焦耳效應(yīng)產(chǎn)生的熱量進(jìn)行瞬態(tài)分析，熱力學(xué)第一定律表明孤立系統(tǒng)的能量守恒[21]，孤立系統(tǒng)的熱平衡式為

式中：ρ是復(fù)合材料密度；Cp是比熱容；k是熱傳導(dǎo)率。文中電磁傳熱數(shù)值模型邊界條件表示與周?chē)諝庀嗷プ饔茫瑐鳠岱绞椒謩e是熱對(duì)流和熱輻射，表示為

式中：hc為對(duì)流系數(shù)；T0為環(huán)境溫度；ε為材料發(fā)射率；σ為Stefan-Boltzmann 常數(shù)。

2 數(shù)值模型

數(shù)值模擬電?磁?熱的材料及力學(xué)性能見(jiàn)表1。

表1 數(shù)值模擬電-磁-熱的材料屬性及力學(xué)性能

2.1 電磁焊接模型

對(duì)銅管線圈，CF/PEEK 層合板，作為膠粘劑的PEEK 材料，空氣域等進(jìn)行幾何建模。其中，銅管線圈匝數(shù)為7，外圈直徑為130 mm，螺距為8 mm，銅管直徑6 mm，內(nèi)圈直徑10 mm。PEEK 膠粘劑厚度為0.5 mm，模型尺寸與試驗(yàn)條件一致，模型如圖1 所示。電磁仿真模型采用EMC3D4 單元類(lèi)型，傳熱模型采用DC3D4 單元類(lèi)型，銅管線圈電流為10 A，頻率為20 kHz。焊接接頭中心距離線圈中心為40 mm。

圖1 電磁焊接仿真模型

通過(guò)式（8）可知，感應(yīng)磁場(chǎng)在碳纖維復(fù)合材料表面誘導(dǎo)出渦流，焦耳效應(yīng)產(chǎn)生的熱量加熱復(fù)合材料層合板。將感應(yīng)模型產(chǎn)生的熱量Qe導(dǎo)入熱傳遞模型，以集中熱通量的形式作為熱分析的初始條件，設(shè)置熱對(duì)流和熱輻射與空氣熱交換，初始溫度場(chǎng)為20 ℃。

2.2 焊接強(qiáng)度模型

根據(jù)電?磁?熱聯(lián)合仿真結(jié)果，將傳熱模型結(jié)點(diǎn)溫度導(dǎo)入焊接強(qiáng)度模型，根據(jù)表1 中的材料力學(xué)性能，計(jì)算焊接強(qiáng)度。為了研究層合板的層間失效模式，在PEEK 膠粘劑層引入Cohesive 單元，用Cohesive 單元的消除表征相鄰層之間的分層現(xiàn)象，膠層和CFRP層合板層間的損傷起始使用二次名義應(yīng)力準(zhǔn)則[22]來(lái)預(yù)測(cè)模擬焊接強(qiáng)度。

對(duì)下CF/PEEK 層合板非搭接頭端全固定的邊界條件，在上CF/PEEK 層合板非搭接頭端施加0.03 mm/s的速度，分析時(shí)間設(shè)為100 s，搭接長(zhǎng)度H分別設(shè)置為10，15，20，25，30 mm，PEEK 層的厚度L取值范圍為0～1.5 mm 。將CF/PEEK 層合板 進(jìn)行C3D8R 單元離散，PEEK 膠粘層采用為COH3D8 單元類(lèi)型。

3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1 焊接試驗(yàn)

試驗(yàn)使用材料為CF/PEEK 層合板，預(yù)浸料為T(mén)300-3K 型碳纖維（日本東麗公司Toray?），基體為PEEK（上海飛邁塑化有限公司），通過(guò)模壓成形工藝獲得CF/PEEK 層合板（熱壓機(jī)YTR-50T，大連銘旭機(jī)電設(shè)備制造有限公司）。

在進(jìn)行感應(yīng)焊接之前，用數(shù)控切割機(jī)（濟(jì)南奧鐳數(shù)控設(shè)備有限公司）切割CF/PEEK 層合板搭接區(qū)域大小的PEEK 薄膜（深圳市華達(dá)塑膠實(shí)業(yè)有限公司）作為焊接時(shí)的膠粘劑，試驗(yàn)使用常用PEEK 薄膜單層厚度規(guī)格為0.2，0.5，1 mm。例如PEEK 膠粘劑厚度為0.7 mm，需搭接區(qū)域疊加0.5 mm 及0.2 mm 的PEEK薄膜。焊接時(shí)，通過(guò)直流電源（明緯S-2000-60）為ZVS高頻感應(yīng)加熱機(jī)供電，利用感應(yīng)線圈加熱CF/PEEK層合板進(jìn)行焊接，焊接施加壓力為1 MPa，為防止焊接過(guò)程感應(yīng)線圈過(guò)熱，通過(guò)水泵為線圈提供冷卻水，最后利用紅外熱像儀（ST-9450）測(cè)試焊接溫度。

3.2 強(qiáng)度測(cè)試

對(duì)感應(yīng)焊接后的搭接接頭采用WAW-300 kN萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行單搭接試驗(yàn)，試樣尺寸如圖2 所示。測(cè)試參照GB/T 33334—2016 標(biāo)準(zhǔn)，拉伸速率為2 mm/min，在進(jìn)行單搭接試驗(yàn)時(shí)，為減小拉伸載荷偏心的影響，在單搭膠接結(jié)構(gòu)的兩端使用AB 膠粘貼鋁板，采用鋁板作為夾持件，每組測(cè)試5 次，單搭接剪切強(qiáng)度值為

圖2 (CF/PEEK）層合板連接的示意圖

式中：Fb為試樣撕裂破壞時(shí)的最大載荷值，N；B為試樣焊接面寬度，mm；S為試樣焊接面長(zhǎng)度，mm。

4 結(jié)果與分析

4.1 焊接過(guò)程分析

由式（3）麥克斯韋?安培定理可知，線圈中心的感應(yīng)磁場(chǎng)方向向上，形成閉環(huán)磁感線。通過(guò)電磁仿真，在線圈電流為10 A，頻率為20 kHz，PEEK 膠粘劑厚度為0.5 mm，搭接長(zhǎng)度為12.5 mm（GB/T 33334—2016 標(biāo)準(zhǔn)）的條件下，電磁仿真模型的磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖3 所示。從圖中可以看出，形成的磁感線主要集中在線圈上下50 mm 范圍內(nèi)，超出該范圍后磁感應(yīng)強(qiáng)度迅速衰減。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，單層層合板厚度為2 mm，雙層層合板及膠粘劑厚度在4～6 mm 范圍之內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于50 mm 范圍的衰減區(qū)間，那么上下2 層的層合板都產(chǎn)生熱量，可同時(shí)對(duì)PEEK 膠粘劑進(jìn)行加熱，當(dāng)然，膠粘劑層的厚度會(huì)影響PEEK 薄膜的熔融時(shí)間，但感應(yīng)焊接速度快，影響可以忽略。

圖3 電磁模型的磁感應(yīng)強(qiáng)度（EMB）

搭接頭和放置位置不完全對(duì)稱(chēng)，線圈上方25 mm范圍之內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比圈下方15 mm 范圍磁感應(yīng)強(qiáng)度更大，最大值為7.8×10?6Wb/mm2。從圖中可以看出，焊接搭頭部位的磁感應(yīng)強(qiáng)度（EMB）呈逆時(shí)針?lè)较蚍植迹s為5.5×10?6Wb/mm2。銅管線圈中心區(qū)的EMB 稀疏，由銅管線圈中心區(qū)到邊界逐漸增大，EMB 最大值在搭接接頭為2.6×10?6Wb/mm2，最小值在中心區(qū)為1.3×10?6Wb/mm2。

磁感應(yīng)強(qiáng)度分布決定了通電電流誘導(dǎo)的CF/PEEK搭接頭導(dǎo)電區(qū)域的焦耳耗散率（EMJH，即熱量傳遞程度）和搭接頭溫度的數(shù)值。如圖4 所示，層合板焊接部位EMJH 呈現(xiàn)出圓弧形，與銅管線圈的形狀相對(duì)應(yīng)。焊接部位焦耳耗散率由外向內(nèi)逐漸降低，層合板的EMJH 最高為113.4 J/s。

圖4 CF/PEEK 搭接頭導(dǎo)電區(qū)域的焦耳耗散率

圖5 為層合板與PEEK 膠粘劑的溫度分布，熱傳遞模型搭接頭溫度分布云圖如圖5(a)所示，溫度沿試樣長(zhǎng)度方向整體呈條形分布，逐漸降低。搭接接頭高溫區(qū)域溫度靠近接頭端部，模型計(jì)算結(jié)果最高溫度為385.7 ℃，位于下CF/PEEK 層合板與PEEK 膠粘層接觸部位，試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果一致，搭接中間部位溫度最高，向兩端逐漸降低，最高溫度為372.5 ℃，試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果誤差為3.5%，在誤差允許范圍之內(nèi)。

圖5 層合板與PEEK 膠粘劑的溫度分布

銅管線圈中心區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度（EMB）分布（圖3）及EMJH 分布（圖4）決定了被加熱物體的溫度分布及最高溫度區(qū)域。計(jì)算結(jié)果顯示銅管線圈中心對(duì)應(yīng)層合板位置區(qū)域的溫度呈圓形分布，向四周逐漸增加，中心區(qū)域溫度為85.2 ℃。

圖5(b)為PEEK 膠粘層的溫度分布云圖，PEEK層在接頭端部區(qū)域溫度最高為384.2 ℃，達(dá)到了343 ℃的熔融溫度，滿足層合板焊接條件。

4.2 拉伸破壞分析

對(duì)CF/PEEK 層合板進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，搭接長(zhǎng)度為12.5 mm（GB/T 33334—2016 標(biāo)準(zhǔn)），PEEK 膠粘劑厚度為0.5 mm，仿真和試驗(yàn)結(jié)果如圖6 所示。圖中F1為對(duì)層合板施加的拉力，F(xiàn)2為下夾具的拉力。結(jié)果表明層合板數(shù)值仿真剪切強(qiáng)度為5.31 MPa，試驗(yàn)剪切強(qiáng)度為6.16 MPa，試驗(yàn)與數(shù)值仿真的誤差為13.7%。

圖6 拉伸強(qiáng)度仿真與試驗(yàn)對(duì)比圖

由于施加的拉力F1與下夾具的力F2非同軸拉力，PEEK 膠粘劑層越厚，施加拉力的非同軸性越明顯。拉伸產(chǎn)生的力矩使試樣彎曲，2 個(gè)CF/PEEK 層合板的端部受到的彎曲應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致接頭端部先產(chǎn)生破壞。彎曲端部會(huì)對(duì)膠粘層有拉伸作用，裂紋擴(kuò)展方向垂直于拉應(yīng)力方向，形成張開(kāi)型裂紋，裂紋擴(kuò)展方向平行于應(yīng)力方向，形成滑移型裂紋，試驗(yàn)滑移裂紋長(zhǎng)為5 mm，焊接強(qiáng)度測(cè)試中的破壞斷裂類(lèi)型為張開(kāi)型與滑移型的混合破壞。

樣品拉伸斷裂狀態(tài)如圖7 所示。CF/PEEK 層合板的拉伸形式包括：PEEK 膠粘劑樹(shù)脂與碳纖維復(fù)材板連接界面的剝離破壞，焊接面的PEEK 膠粘劑層自身發(fā)生的內(nèi)聚破壞，CF/PEEK 層合板發(fā)生的纖維抽離破壞。出現(xiàn)上述不同的破壞形式原因是感應(yīng)焊接加熱不均勻?qū)е碌腜EEK 膠粘劑樹(shù)脂熔融不充分，導(dǎo)致PEEK 層的樹(shù)脂不同位置拉伸強(qiáng)度不同，影響PEEK層與CF/PEEK 層合板的連接強(qiáng)度，溫度高的區(qū)域，連接強(qiáng)度高，樹(shù)脂浸潤(rùn)層合板，單搭接拉伸試驗(yàn)層合板纖維發(fā)生抽離破壞。溫度低的區(qū)域，溫度沒(méi)有達(dá)到PEEK 樹(shù)脂343 ℃的熔融溫度，或保溫持續(xù)時(shí)間短，導(dǎo)致PEEK 層的內(nèi)聚破壞或者是剝離破壞。

圖7 CF/PEEK 層合板接頭拉伸破壞形式

4.3 不同的搭接長(zhǎng)度和膠粘劑層厚度對(duì)焊接強(qiáng)度的影響

搭接長(zhǎng)度的數(shù)值仿真與試驗(yàn)結(jié)果剪切強(qiáng)度圖，如圖8 所示，數(shù)值仿真與試驗(yàn)使用搭接長(zhǎng)度H為10，15，20，25，30 mm，膠粘劑層厚度為0.5 mm，通過(guò)數(shù)值仿真與試驗(yàn)驗(yàn)證，探究CFRP 層合板的搭接長(zhǎng)度對(duì)焊接強(qiáng)度的影響。由于實(shí)際試驗(yàn)中采用的是編織類(lèi)CFRP層合板，PEEK 膠粘劑滲入上下層層合板，增大了其粘接強(qiáng)度，拉伸斷裂情況如圖7 所示。而仿真中，采用的層合板為平板結(jié)構(gòu)，熔融的PEEK 膠粘劑沒(méi)有滲入層合板，只考慮界面層的粘接，則上下層合板膠粘強(qiáng)度較差，所以圖8 中顯示數(shù)值仿真結(jié)果比試驗(yàn)結(jié)果小，且搭接長(zhǎng)度與剪切強(qiáng)度沒(méi)有明顯的相關(guān)性。

圖8 搭接拉伸數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)的剪切強(qiáng)度

當(dāng)PEEK 膠粘劑的厚度L取值范圍為0～1.5 mm，搭接長(zhǎng)度為20 mm 時(shí)，通過(guò)數(shù)值仿真精細(xì)計(jì)算剪切強(qiáng)度，取膠粘劑厚度為0.2，0.5，0.7，1.0，1.5 mm 進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。數(shù)值仿真和試驗(yàn)測(cè)試的剪切強(qiáng)度與膠粘層厚度的關(guān)系曲線如圖9 所示，通過(guò)圖中數(shù)據(jù)可以看出，數(shù)值仿真和試驗(yàn)測(cè)試的剪切強(qiáng)度與膠粘層厚度的關(guān)系有相同的增減變化趨勢(shì)。膠粘劑厚度L取值范圍為0～0.8 mm，隨著PEEK 層的厚度增大，剪切強(qiáng)度逐漸減小，數(shù)值計(jì)算最小值為4.75 MPa；L取值范圍在0.8～1.0 mm，剪切強(qiáng)度增加，數(shù)值計(jì)算最大值為5.97 MPa。

圖9 PEEK 膠粘劑不同厚度與剪切強(qiáng)度試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算曲線

當(dāng)含有一定厚度的PEEK 膠粘劑焊接層合板拉伸受力時(shí)，由于膠粘劑厚度的影響，拉伸力的非同軸性將會(huì)導(dǎo)致層合板彎曲，如圖6 所示。由于非同軸拉力的影響，可將膠粘劑受力轉(zhuǎn)化為圖10 所示。圖中F1，F(xiàn)2分別為施加的拉力和下夾具的拉力，F(xiàn)a，F(xiàn)b分別為F1沿膠粘劑層切向和法向的分量。當(dāng)PEEK 膠粘劑厚度為0～0.8 mm，隨著膠粘劑厚度逐漸增大，膠粘劑受到的Fa與F1的夾角θ逐漸增大，此時(shí)拉伸破壞主要由Fa所決定，當(dāng)Fa為固定值時(shí)，隨著θ角度增加，F(xiàn)1值逐漸減小；當(dāng)膠粘劑層厚度為0.8～1.0 mm時(shí)，此時(shí)Fa與Fb共同耦合的作用下，能夠承受的力逐漸增大；當(dāng)膠粘劑層厚度為1.0～1.5 mm 時(shí)，此時(shí)拉伸破壞主要由Fb所決定，F(xiàn)b與F1的夾角?逐漸減小，拉力逐漸減小。

圖10 拉伸受力分析

5 結(jié)論

（1）電磁感應(yīng)加熱過(guò)程中EMB，EMJH 影響CF/PEEK 層合板溫度。溫度的高低與EMB，EMJH 的數(shù)值正相關(guān)，線圈中心數(shù)值較低，獲得的中心區(qū)溫度最高為85.2 ℃。模擬溫度最高為385.7 ℃，搭接接頭高溫區(qū)域溫度靠近接頭端部，溫度沿試樣長(zhǎng)度方向整體呈條形分布，且逐漸降低，試驗(yàn)結(jié)果最高溫度為372.5 ℃，兩者誤差為3.5%。

（2）受拉伸載荷偏心影響，焊接接頭首先發(fā)生破壞的部位是在接頭的端部，發(fā)生距離為5 mm 滑移斷裂，搭接接頭斷裂類(lèi)型為張開(kāi)型與滑移型的混合破壞。由于焊接溫度分布不均，焊接區(qū)域的焊接強(qiáng)度不同，斷裂后發(fā)生纖維抽離破壞、剝離破壞及基體內(nèi)聚破壞。

（3）當(dāng)PEEK 膠粘劑層厚度L恒定時(shí)，搭接長(zhǎng)度H與焊接強(qiáng)度沒(méi)有相關(guān)性。當(dāng)搭接長(zhǎng)度恒定時(shí)，膠粘劑厚度的變化將會(huì)影響焊接強(qiáng)度大小。在當(dāng)L=0.8 mm 時(shí)，強(qiáng)度最小為4.75 MPa；L=1 mm 時(shí)，此時(shí)膠粘劑層受到的拉力F1與Fa共同耦合作用，焊接強(qiáng)度最大為5.97 MPa。