热塑性复合材料在航空航天领域的应用越来越广泛,其结构有效可靠的连接是其在飞机上应用的关键性因素。电阻焊接技术凭借可设计性和可靠性等诸多优势成为未来热塑性复合材料连接领域发展与应用的主要方向之一。本文选择玻璃纤维增强聚醚酰亚胺(GF/PEI)复合材料为焊接对象,研究了焊接参数对GF/PEI复合材料焊接质量的影响,并确定最佳焊接工艺。之后,分别从材料和工艺两个方面对焊接界面进行增强设计,并揭示界面增强机理。首先,搭建热塑性复合材料电阻焊接平台,利用热电偶和压力传感器实时监视与记录焊接参数,保证焊接工艺的准确性和可重复性。通过一系列对比试验确定了GF/PEI复合材料电阻焊接的最佳工艺:加热元件为孔隙率是25%的不锈钢网,焊接电压电流分别为20V和12A,焊接时间为120s,焊接压力为0.2MPa。从材料角度对焊接界面进行增强设计。首先,借助火焰法生长的碳纳米管(CNT)改性加热元件实现对GF/PEI复合材料焊接界面的强化设计。焊接接头强度随CNT生长时间(t_g)先增加后减小,在t_g=10min时达到最大剪切强度39.2MPa。其次,利用短切芳纶纤维(AF)、玻璃纤维(GF)和碳纤维(CF)分别与PEI树脂共同固化成复合薄膜对GF/PEI复合材料焊接界面进行强化设计。CF作为界面增强材料时,接头强度达到最佳,为35.97MPa。从工艺角度对焊接界面进行增强设计。主要通过对加热元件进行刻蚀处理实现GF/PEI复合材料焊接界面的强化。当刻蚀时间(t_e)为30min,接头强度取得最大值35.44MPa。因此,添加界面增强材料和对加热元件进行表面处理均为改善复合材料电阻焊接力学性能的有效方法。