碳纤维复合材料胶接的深度分析
上文“碳纤维复合材料连接方式的优缺点总结”介绍了碳纤维复合材料的几种连接方式，其中混合连接的使用最为广泛。不过混合连接时机械连接和胶接的组合之法，胶接是连接过程中比较困难的步骤，今天就来深入分析一下碳纤维复合材料胶接到底如何进行吧。
碳纤维复合材料胶接的设计原则
1、碳纤维复合材料胶接强度不能低于被胶接部件本身的强度，否者胶接部位较为薄弱，无法长时间使用；
2、碳纤维复合材料的胶接应根据最大载荷的作用方向，使所设计的胶接连接以剪切的方式传递最大载荷，同时其它方向载荷很小，尽量避免胶层受拉力和剥离力；
3、还要特别注意被胶接件热膨胀系数要匹配。
碳纤维复合材料胶接的胶粘剂选择
在选择胶黏剂之前，我们需要先知道一个概念，胶粘剂按照应力-应变特性分为韧性和脆性两种。脆性胶黏剂的剪切强度高于韧性胶黏剂，而在连接静强度上，韧性胶黏剂更高。而选择胶黏剂的一个重要因素就是温度，当环境温度高于100℃时，建议选择脆性胶黏剂；当环境温度低于100℃时，选择韧性胶黏剂。目前市面上用于碳纤维复合材料胶接的胶黏剂有环氧树脂类、聚氨酯类和丙烯酸类。
碳纤维复合材料胶接表面处理
在进行碳纤维复合材料胶接前，需要对胶接物体的表面进行适当的清理。因为物体表面的清洁度、粗糙度和化学结构直接影响粘结强度，决定胶接效果。目前碳纤维复合材料胶接物表面的处理方式有3种，分别是溶剂脱脂法、物理打磨和化学处理，根据物体表面的实际情况进行选择。
碳纤维复合材料胶接的搭接方式
碳纤维复合材料胶接的最终目的还是为了保证整体强度，胶接件可能有薄有厚，针对不同的厚度选择不同的搭接方式。当胶接构件较薄时，单面搭接或双面搭接比较合适；胶接件较厚时，采用阶梯型搭接或斜面搭接较好。
1、当被胶件厚度t＜1.8mm时，可采用单搭接，搭接长度L/t=50 ～ 100；
2、对中等厚度板1.8mm≤ t ≤ 4mm时，采用双搭接比较适宜，搭接长度L/t≈30；
3、当被胶件很厚t＞4mm时，宜选用斜面搭接，搭接角度6° ～ 8°，若斜面加工在工艺上不易实现，采用阶梯形搭接
碳纤维复合材料胶接的注意事项
1、复合材料层压板胶接表面纤维方向最好与载荷方向一致，不得与载荷方向垂直，以免被胶接件过早产生层间剥离破坏。
2、设计复合材料胶接结构应使胶层在剪切状态下工作，尽量避免胶层受拉力和剥离力；
3、胶接连接形式选择 胶接连接设计的目标应使制造工艺尽可能简单、成本尽可能低；
4、胶接连接处应采取降低胶接接头应力集中和剥离应力的措施。
碳纤维复合材料的胶接前后有很多需要注意的细节，对技术人员的操作经验要求较高，很多国内厂家已经在这方面有了很大的提升。碳纤维复合材料是一种趋势，我们要做的就是了解它，并在细节上掌握它，未来才有可能赶上并超过美日。