一、復合材料連接技術核心分類

樹脂基復合材料按樹脂特性可分為熱固性與熱塑性兩類，其連接技術因材料特性差異呈現不同技術路徑。目前主流技術體系包括機械連接、膠接連接及熱塑性材料特有的熔融焊接三大類，各類技術在性能、成本及適用場景上形成互補。

（一）機械連接技術：高效可靠的傳統主流方案

機械連接憑借載荷傳遞能力強、可重復拆裝、可靠性可控等優勢，長期占據航空航天等高端領域的核心應用地位。其核心短板在于制孔過程易造成纖維損傷，且緊固件增加結構重量與裝配成本。當前機械連接技術正朝著無損化、低成本化方向突破，鉚接替代螺接成為重要發展趨勢。

螺接是飛機復合材料結構的傳統主流方式，但單螺栓成本高且輕量化效果差，某型客機的復合材料部件螺接成本占連接總成本的65%以上。相比之下，鉚接技術可靠性相當，成本僅為螺接的1/10至1/15，裝配效率提升40%以上，輕量化優勢顯著。針對碳纖維增強復合材料（CFRP）鉚接易損傷的行業痛點，四川大學研發團隊融合傳統榫卯結構理念，開發出三種無損鉚接技術，針對不同開敞性結構場景實現精準適配。該技術使連接強度提升87%，抗剪切拉伸能力提高33%，疲勞壽命延長10倍，同時實現27%的減重效果和90%的成本降低，已與兩家國內重點航空企業達成戰略合作。

（二）膠接連接技術：輕量化主導的市場主流方案

膠接連接通過膠粘劑實現材料間的無縫結合，兼具輕量化、無損傷、氣動外形優異等特點，在汽車、風電等批量制造領域應用最為廣泛。全球復合材料膠粘劑市場規模2024年已達45.22億美元，預計2031年將增至70.77億美元，年復合增長率達7.0%，其中航空航天與新能源汽車是核心增長驅動力。

膠接技術的核心優勢體現在多維度性能提升：可有效阻滯裂紋擴展，避免制孔導致的強度損失，同時具備優異的抗疲勞、減振及密封性能，在飛行器氣動蒙皮等場景可降低30%以上的氣動阻力。但其局限性同樣突出，表面處理要求嚴苛、固化需專用設備、不可拆卸導致回收困難，且剝離強度較低限制了厚截面結構應用。

從技術體系看，膠接主要分為平面搭接（承受面內剪力，用于板件連接）和正交連接（承受拉脫載荷，用于板與梁/肋連接）兩類。市場產品結構中，環氧樹脂膠粘劑占比達55%，憑借優異的熱穩定性主導航空航天領域；聚氨酯膠粘劑以25%的市場份額位居第二，在汽車輕量化中因柔韌性優勢實現快速增長。當前行業正推動溶劑-free環保膠粘劑研發，以應對60余個國家出臺的VOC排放管控政策。

（三）熔融焊接技術：熱塑性材料的專屬創新路徑

針對熱塑性復合材料表面能低、膠接兼容性差的特性，熔融焊接利用其受熱軟化、冷卻固化的特性實現連接，從根本上避免了機械連接的纖維損傷和異質連接的電偶腐蝕問題。該技術已形成電阻焊、感應焊、超聲焊、激光焊四大技術分支，在新能源汽車、航空維修等領域實現規模化應用。

超聲焊接憑借高效優勢成為修復領域新標桿，北京理工大學研發的超聲焊接修復技術，對CF/PPS復合材料開孔損傷件進行1-2秒快速修復，使抗拉強度提升40%，抗彎強度提升115%，剛度恢復至完整件水平甚至更高。感應焊接則通過智能化升級突破復雜結構適配難題，荷蘭Fokker公司采用智能感應焊接系統，集成紅外熱像監測與AI算法調控，將焊接缺陷率降至0.3%，效率提升40%；中國航空制造技術研究院的同類系統實現±2%尺寸精度控制，已應用于直升機主承力結構件。激光焊接與電阻焊接則分別在精密制造和批量生產中發揮優勢，形成多元化技術矩陣。

二、復合材料連接技術最新突破與市場應用

（一）熱塑性復合材料與金屬異質連接技術突破

熱塑性復合材料因成型性限制，在復雜構件制造中常需與金屬組合使用，但其與金屬的熱膨脹系數差異導致連接界面易失效。當前行業聚焦四大界面調控技術，其中機械結合與激光加工成為主流方向。

金屬表面激光粗化技術通過高能量密度激光在金屬表面形成微納紋理，使界面機械咬合力提升35%以上，南京航空航天大學研發的該類技術已應用于新能源汽車電機轉子部件制造，單件成本降低22%。金屬表面增材處理則通過沉積梯度功能層實現性能過渡，君華股份采用該技術結合PEEK纏繞鋪絲設備，將電機轉子生產節拍縮短30%，合格率突破99%。相比之下，化學處理因環境危害大、形貌控制難，應用范圍逐漸收窄。

（二）先進功能材料釬焊連接技術創新

復相陶瓷、纖維增強陶瓷基復合材料等先進功能材料在極端環境中應用日益廣泛，其連接需同時滿足力學性能與功能保留雙重要求。鎳基釬料憑借耐高溫（≥600℃）、抗腐蝕的核心優勢，成為該領域的關鍵材料，在航空發動機熱端部件連接中實現800-1200℃工況下的長期穩定服役。

技術創新集中體現為中間層設計優化，多孔中間層通過應力緩沖使接頭抗熱震性能提升40%，梯度復合層則通過成分漸變解決界面性能突變問題。在航空發動機領域，鎳基釬料用于渦輪葉片與葉根連接，600℃時抗拉強度仍保持300MPa以上；在核能領域，其應用于Inconel 690合金傳熱管與管板連接，有效避免高溫蒸汽腐蝕導致的泄漏風險。該技術已形成航空航天、能源、化工三大應用板塊，2025年航空航天領域鎳基釬料市場規模同比增長達18%。

三、技術發展趨勢與展望

當前復合材料連接技術呈現三大發展趨勢：一是智能化升級，數字孿生與AI算法的融合使焊接參數動態優化精度提升至±5℃，空客試點項目通過數字孿生技術減少70%工藝調整次數；二是綠色化轉型，生物基膠粘劑、無損連接技術推動全生命周期環保性提升；