机械工程学报

作者：弓展, 康仁科, 杨峰, 董志刚, 李坤, 鲍岩

单位：1. 大连理工大学机械工程学院 大连 116024;2. 大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室 大连 116024

关键词：激光微织构,织构形貌,界面结合强度,断裂失效形式,机械互锁；

基金：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(DUT22LAB501)。

黏接技术在航天领域的构件连接中得到了广泛应用，而利用表面处理技术可以有效增强界面结合强度，在各种表面处理技术中，激光表面处理技术具有灵活、高效等优点受到了广泛关注。使用纳秒激光在TC4合金表面加工90°、0°凹槽、圆阵列、蜂窝及网状五种不同形貌的织构，分析了不同深度、宽度的织构形貌对TC4界面结合强度的影响规律，建立织构形貌与剪切强度的映射关系，深入探讨了不同织构形貌的失效机理。结果表明：适宜深度的微织构使黏接界面形成了强力的机械互锁胶钉结构，当深度为10 μm时，90°凹槽剪切强度相比未织构表面提高了8.7%；随着宽度的增加接触面积增大，黏合剂与基体表面的互锁结构增多、表面能增大，有利于形成良好的界面结合形貌，当宽度为800 μm时，剪切强度提高了18.2%；不同织构形状有利于降低界面应力集中，使裂纹发生偏转，抑制裂纹传播，其中网状、蜂窝、圆阵列、0°凹槽剪切强度分别提高了20.7%、16.3%、14%、5.6%。以上研究明确了TC4表面织构形貌对黏接强度的增强机制及影响规律，为提高TC4在航空航天领域的实际应用提供了工艺指导和理论基础。

来源：2025年第9期

《机械工程学报》期刊编辑部

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