[發明專利]復合材料與金屬材料相結合的連接工藝

在審

• 申請號: 201610141359.X
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN105666858A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 竺鋁濤
• 申請（專利權）人: 上海威碳新材料有限公司
• 主分類號: B29C65/70
• 分類號: B29C65/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種復合材料與金屬材料相結合的連接工藝。

背景技術

纖維復合材料由纖維和樹脂等復合而成，具有強度高、剛度大和抗疲勞性能好等諸多優點，被廣泛應用于工程領域。根據使用的需要，復合材料有時需要與金屬構件結合使用，這就涉及到兩者的連接問題，目前復合材料與金屬的連接主要分為膠接和機械連接兩種。膠接不需要打孔和開口，因而不會切斷纖維也不會引起孔口和切開附近的應力集中，有利于承載，價格較低，不需要較重的金屬緊固件，接頭較輕。機械連接受環境的影響較小，容易拆卸，適宜于承受很大載荷和較厚部件之間的連接，但比較笨重，且復合材料連接處需要打孔和開口，會切斷纖維引起孔口和切口附件的應力集中。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種復合材料與金屬材料相結合的連接工藝，其無需采用專門的結構膠和金屬鉚釘或螺栓連接，降低了原材料成本，提高了產品性能和生產效率。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：一種復合材料與金屬材料相結合的連接工藝，其特征在于，所述復合材料與金屬材料相結合的連接工藝包括金屬部件、復合材料部件、碳纖維加強帶，金屬部件上設有開孔槽，復合材料部件的結構為箱型結構，復合材料部件上設有箱型孔，開孔槽的一端設有連接端，連接端的厚度小于金屬部件的其余地方厚度，箱型孔包覆連接端，碳纖維加強帶的第一內側穿過連接端處將金屬部件夾在中間，碳纖維加強帶的外側與復合材料部件的第二內側連接。

優選地，所述碳纖維加強帶的成型結構形狀為U字型。

優選地，所述金屬部件、復合材料部件在成型過程中，采用了模壓工藝，對于加強帶因沒與金屬連接而產生的空隙，用泡沫填充來解決。

優選地，所述復合材料部件的成型工藝按照預浸料樹脂的固化工藝進行。

本發明的積極進步效果在于：本發明通過碳纖維加強帶提高了復合材料與金屬部件的連接強度，減少了通過增加結構膠和金屬鉚釘連接而增加的原材料成本、加工成本，縮短了勞動成本，提高了生產效率。本發明在現有的箱型結構復合材料與金屬構件的連接中，復合材料直接與金屬構件貼覆包覆，同時在金屬內側增加了開孔槽，碳纖維加強帶穿過開孔槽，與復合材料內側共固化成型，碳纖維加強帶的設計，使復合材料與金屬部件產生完全脫拔時需要加強帶斷裂，這提高了脫拔的難度，提高了復合材料部件與金屬部件的粘結強度。本發明無需采用專門的結構膠和金屬鉚釘或螺栓連接，降低了原材料成本，提高了產品性能和生產效率。

附圖說明

圖1為本發明復合材料與金屬材料相結合的連接工藝的整體結構示意圖。

圖2為本發明復合材料部件的結構示意圖。

圖3為本發明金屬部件的結構示意圖。

圖4為本發明碳纖維加強帶的結構示意圖。

圖5為本發明存在空隙時的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖給出本發明較佳實施例，以詳細說明本發明的技術方案。

如圖1至圖4所示，本發明復合材料與金屬材料相結合的連接工藝包括金屬部件1、復合材料部件2、碳纖維加強帶4，金屬部件1上設有開孔槽3，復合材料部件2的結構為箱型結構，復合材料部件2上設有箱型孔5，開孔槽3的一端設有連接端10，連接端10的厚度小于金屬部件1的其余地方厚度，箱型孔5包覆連接端10，碳纖維加強帶4的第一內側9穿過連接端10處將金屬部件1夾在中間，碳纖維加強帶4的外側6與復合材料部件2的第二內側7連接。完成連接后，將該部件在烘箱中按照固化工藝整體固化成型，此結構無需采用專門的結構膠和金屬鉚釘或螺栓連接，降低了原材料成本，提高了產品性能和生產效率。

如圖4所示，碳纖維加強帶4由預浸料鋪層而成，碳纖維加強帶4的外側6與復合材料部件2的第二內側7連接并固化，這樣連接更加牢固。復合材料部件是由碳纖維預浸料按產品鋪層比例和厚度鋪設而成。碳纖維加強帶4的成型結構形狀為U字型。

如圖5所示，本發明箱型結構復合材料與金屬材料的連接工藝在成型過程中，采用了模壓工藝，對于碳纖維加強帶4沒與金屬部件1連接而產生的空隙11用泡沫填充來解決，復合材料的成型工藝按照預浸料所選樹脂的固化工藝進行。