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Transferability of the Structure–Property Relationships from Laser-Pretreated Metal–Polymer Joints to Aluminum–CFRP Hybrid Joints

Freund, Jonathan und Lützenkirchen, Isabel und Löbbecke, Miriam und Delp, Alexander und Walther, Frank und Wu, Shuang und Tröster, Thomas und Haubrich, Jan (2023) Transferability of the Structure–Property Relationships from Laser-Pretreated Metal–Polymer Joints to Aluminum–CFRP Hybrid Joints. Journal of Composites Science, II (7(10)). Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/jcs7100427. ISSN 2504-477X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
8MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2504-477X/7/10/427

Kurzfassung

The transferability of structure–property relationships for laser-pretreated metal adhesive joints to laser-pretreated metal–carbon-fiber-reinforced plastic (CFRP) bonds was investigated. Single-lap shear tests were performed on hybrid AW 6082-T6–CFRP specimens pretreated with the same pulsed laser surface parameter sets on the metal surface as previously tested, AW 6082-T6–E320 metal adhesive joints. The fracture surfaces were characterized to determine the type of failure and elucidate differences and commonalities in the link between surface structures and single-lap shear strengths. Digital image analyses of the hybrid specimens’ fractured surfaces were used to quantify remaining CFRP fragments on the metallic joint side. The results indicate that high surface enlargements and the presence of undercut structures lead to single-lap shear strengths exceeding 40 MPa and 35 MPa for unaged and aged hybrid specimens, respectively. Whereas for the metal–polymer joints, the trend from high strength to weakly bonded specimens is largely continuous with the degree of surface structuring, hybrid metal–CFRP joints exhibit a drastic drop in joint performance after aging if the laser-generated surface structures are less pronounced with low surface enlargements and crater depths. Surface features and hydrothermal aging determine whether the specimens fail cohesively or adhesively.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/198081/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Transferability of the Structure–Property Relationships from Laser-Pretreated Metal–Polymer Joints to Aluminum–CFRP Hybrid Joints
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Freund, JonathanJonathan.Freund (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1379-798X146023838
Lützenkirchen, Isabelisabel.luetzenkirchen (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Löbbecke, MiriamMiriam.Loebbecke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7838-6204NICHT SPEZIFIZIERT
Delp, Alexanderalexander.delp (at) tu-dortmund.dehttps://orcid.org/0000-0002-2057-7806NICHT SPEZIFIZIERT
Walther, FrankFrank.Walther (at) tu-dortmund.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wu, Shuangshuang.wu (at) uni-paderborn.dehttps://orcid.org/0000-0001-8645-9952NICHT SPEZIFIZIERT
Tröster, ThomasThomas.Troester (at) uni-paderborn.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Haubrich, JanJan.Haubrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5748-2755NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 Oktober 2023
Erschienen in:Journal of Composites Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:II
DOI:10.3390/jcs7100427
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
Name der Reihe:Polymer Composites and Fibers
ISSN:2504-477X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:metal–CFRP hybrids; laser metal surface pretreatment; digital image analysis; structure–property relationships
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Umweltschonender Antrieb
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CP - Umweltschonender Antrieb
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Werkstoffe und Herstellverfahren
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Metallische Strukturen und hybride Werkstoffsysteme
Hinterlegt von: Freund, Jonathan
Hinterlegt am:06 Nov 2023 10:22
Letzte Änderung:06 Nov 2023 10:22

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