[發明專利]熱塑性復合材料的超聲焊接

在審

• 申請號: 201710447248.6
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107498879A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: P-C.王;B.J.布拉斯基
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B29C65/08
• 分類號: B29C65/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 韋欣華,楊思捷

1.一種超聲焊接聚合物工件的方法，所述方法包括：

將第一熱塑性聚合物工件的第一區域和第二熱塑性聚合物工件的第二區域設置在超聲焊接裝置的超聲波焊頭和砧座之間，其中，第一熱塑性聚合物工件在第一區域具有預成形變形，并且第一熱塑性聚合物工件和第二熱塑性聚合物工件中的至少一個具有涂布到其上的粘合劑前體，其中，超聲波焊頭或砧座中的至少一個位于所述預成形變形之內，以在第一熱塑性聚合物工件和第二熱塑性聚合物工件之間提供預定的粘合層；以及

從超聲波焊頭施加超聲能量以在第一熱塑性聚合物工件和第二熱塑性聚合物工件之間產生焊核，其中具有焊核的第一熱塑性聚合物工件和第二熱塑性聚合物工件的組件具有初始強度，使得可以立即進一步加工該組件。

2.權利要求1所述的方法，其還包括以大于或等于約15KHz至小于或等于約40KHz的頻率振動第一熱塑性聚合物工件和第二熱塑性聚合物工件。

3.權利要求1所述的方法，其中，所述變形具有大于或等于約0.5 mm且小于或等于約3 mm的深度，和大于或等于約7 mm且小于或等于約20 mm的直徑或寬度，以及所述焊核具有大于或等于約3 mm且小于或等于約18 mm的直徑。

4.權利要求1所述的方法，其中，所述變形具有對應于超聲波焊頭的橫截面形狀的橫截面形狀，并且該方法還包括在設置期間將超聲波焊頭放置在所述變形中。

5.權利要求4所述的方法，其中，所述變形具有圓形或橢圓形的橫截面形狀。

6.權利要求1所述的方法，其中，所述第一熱塑性聚合物工件和第二熱塑性聚合物工件各自獨立地具有大于或等于約0.5 mm至小于或等于約5 mm的厚度，并且在第一熱塑性聚合物工件和第二熱塑性聚合物工件之間形成的粘合劑具有大于或等于約0.25 mm至小于或等于約1.25 mm的平均厚度。

7.權利要求1所述的方法，其中，所述第一熱塑性聚合物工件和第二熱塑性聚合物工件是復合材料，其包括：

由獨立地選自以下的材料形成的熱塑性聚合物：聚酰胺樹脂，聚苯乙烯樹脂，丙烯腈苯乙烯樹脂，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂，聚乙烯醇樹脂，氯乙烯樹脂，偏二氯乙烯樹脂，乙酸乙烯酯樹脂，丙烯酸樹脂，聚丙烯酸酯樹脂，甲基丙烯酸酯樹脂，聚丙烯樹脂，聚乙烯樹脂，聚碳酸酯樹脂，聚縮醛樹脂，聚交酯樹脂，聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂，聚萘二甲酸乙二醇酯樹脂，聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂，聚苯醚樹脂，聚苯硫樹脂，聚砜樹脂，聚醚砜樹脂，聚醚醚酮樹脂，共聚物，及它們的組合；以及

選自以下的增強材料：碳纖維，玻璃纖維，炭黑顆粒及它們的組合。

8.權利要求1所述的方法，其中，所述粘合劑前體形成選自丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，環氧樹脂，及它們的共聚物和組合的粘合劑。

9.權利要求1所述的方法，其中，所述組件被轉移到至少一個下游加工站，并且在下游加工站中加工之后，允許粘合劑前體在環境條件下反應并形成粘合劑。

10.權利要求1所述的方法，其中，第一熱塑性聚合物工件還包括在預成形變形中的多個導能筋部件，其能夠在應用超聲能量以在第一區域中啟動加熱時聚焦超聲能量。