[發明專利]一種熱塑性復合材料柔性電阻焊接裝置

有效

• 申請號: 201910318163.7
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN109940897B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 王志平;馬梁;路鵬程
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: B29C65/18
• 分類號: B29C65/18;B29L31/30
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種熱塑性復合材料電阻焊接裝置。其包括伺服驅動電機、精密滾珠導軌直線運動系統和熱塑性復合材料電阻焊接平臺；其中精密滾珠導軌直線運動系統為長方體形結構，頂面沿長度方向設有軌道，由伺服驅動電機提供動力輸出；熱塑性復合材料電阻焊接平臺以可沿精密滾珠導軌直線運動系統上軌道移動的方式安裝在精密滾珠導軌直線運動系統上。本發明通過伺服壓力系統提供焊接下壓力，由琴鍵式柔性電極模塊對焊接部件進行定位及電阻加熱，通過接入電極模塊導入焊接電流，達到熱塑性復合材料靜態、連續動態的柔性電阻焊接目的。

技術領域

本發明屬于復合材料連接技術領域，特別涉及一種熱塑性復合材料柔性電阻焊接裝置。

背景技術

隨著先進熱塑性復合材料制備技術的發展與制造成本的降低，多種高性能熱塑性復合材料已在國外機型上得到試用，如灣流Ⅴ方向舵肋及前緣、空客A380副翼翼肋及升降舵輔助翼肋等部件，在空客A340和A380機型上使用的新型機翼前緣蒙皮與肋的連接方式，則采用先進的熱塑性復合材料焊接技術，既能避免傳統機械鉚接技術造成的結構增重及接頭處應力集中問題，又可縮短膠接技術工藝周期并提高接頭可靠性。電阻加熱焊接作為常用的熱塑性復合材料焊接方式，具有工藝流程短、被焊材料表面質量容忍度高等特點。

迄今為止，已有多種熱塑性復合材料電阻焊接裝置。Ali Yousefpour和Marc-Andre Octeau開發了熱塑性連續電阻焊接試驗設備，采用懸掛氣缸\直線系統進行垂直下壓作動提供焊接下壓力，通過水平直線移動熱塑性復合材料裝夾平臺實現連續焊接，其中正負焊接電極不作水平位移。然而被焊材料僅靠條狀壓板固定于焊接平臺，無法保證焊接電極接觸穩定性。同時，銅塊電極無法精確定位安裝，使得導入電流密度不均勻導致復合材料局部過熱，影響焊接接頭力學性能。何振鵬和王宏洋等設計了簡易機械式熱塑復合材料焊接裝置，可通過手動調節焊接壓板的垂直高度及焊接件的夾持寬度，但是焊接電極采用一體式雙層銅板，使得電極接觸面積無法調整，從而難以應對不同尺寸接頭的焊接工作，并且僅能完成靜態電阻焊接任務，不能實現動態焊接。

綜上，現有熱塑性復合材料電阻焊接裝置仍缺乏工藝參數及夾持工裝的柔性調節能力，從而導致熱塑性復合材料電阻焊接接頭質量差并且缺少穩定性。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種熱塑性復合材料柔性電阻焊接裝置。

為了達到上述目的，本發明提供的熱塑性復合材料柔性電阻焊接裝置包括伺服驅動電機、精密滾珠導軌直線運動系統和熱塑性復合材料電阻焊接平臺；其中精密滾珠導軌直線運動系統為長方體形結構，頂面沿長度方向設有軌道，由伺服驅動電機提供動力輸出；熱塑性復合材料電阻焊接平臺以可沿精密滾珠導軌直線運動系統上軌道移動的方式安裝在精密滾珠導軌直線運動系統上。

所述的熱塑性復合材料電阻焊接平臺包括耐高溫絕緣壓裝板、焊接平臺絕緣底板、試件定位壓塊、直線運動T槽平臺、絕緣導軌擋塊、琴鍵式柔性電極模塊、正極接入電極模塊和負極接入電極模塊；其中，所述的耐高溫絕緣壓裝板呈矩形，水平設置，一側邊緣處沿精密滾珠導軌直線運動系統長度方向形成有一條導電輪行進槽；焊接平臺絕緣底板的頂面固定在熱塑性復合材料電阻焊接平臺的底面中部；直線運動T槽平臺的頂面固定在焊接平臺絕緣底板的底面上，直線運動T槽平臺的底面與精密滾珠導軌直線運動系統上的軌道相配合；試件定位壓塊和絕緣導軌擋塊分別設置在耐高溫絕緣壓裝板的表面前后端邊緣中部；