[發明專利]一種金屬/塑料管全位置熱連接的可定位彈性內撐結構

在審

• 申請號: 202010972251.1
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112140573A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 檀財旺;蘇健暉;吳來軍;陳波;宋曉國;馮吉才
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: B29C65/78
• 分類號: B29C65/78;B29L23/00
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 李曉敏

本發明涉及一種金屬/塑料管全位置熱連接的內撐結構，屬于異種材料連接技術領域。為解決現有金屬/塑料管裝配結構全位置熱連接中管內部支撐力較弱、界面壓力較低、緊固性較差，且無法實現多道連接定位支撐等問題，本發明提供了一種金屬/塑料管全位置熱連接的可定位彈性內撐結構，第一定位螺母、第一傳力導管、空心彈性內撐、第二傳力導管和第二定位螺母依次連接并套在螺桿上，通過控制定位螺母與傳力導管長度實現對金屬/塑料管狀裝配結構內任意待連接位置管內支撐緊固，通過調節兩個定位螺母間距實現空心彈性內撐的膨脹與收縮。本發明提升了連接區管狀結構內部的支撐力、界面壓力和緊固性，實現金屬/塑料管狀裝配結構的有效熱連接。

技術領域

本發明屬于異種材料連接技術領域，尤其涉及一種金屬/塑料管全位置熱連接的內撐結構。

背景技術

近年來，異種輕質材料的連接作為航空航天、機車行業等先進制造領域實現輕量化的重要途徑，逐漸成為材料制造領域發展的重要方向。工程塑料具有高的比強度、耐蝕性、耐沖擊等優勢已成為進一步實現輕量化的工程應用可替換材料，并廣泛應用于工業主要承力部件中。工程塑料與金屬材料的連接，對推進輕量化實現的進程及異種先進材料復合結構的應用具有極大的優勢與前景。兩種材料連接接頭的高強度與接頭形式的多樣性是實現金屬/塑料連接工程化、產業化的關鍵，也是契合輕量化發展的必然趨勢。

金屬/塑料的熱物理性能及微觀結構差異比較大，這極大的限制兩者的連接方法及高質量連接接頭的形成。傳統的金屬/塑料的連接方法主要是機械鉚接與膠接，這兩種方法不限于接頭形式且結合強度較高，但鉚接采用鉚釘增重限制輕量化的達成，且密封性較差，膠接會出現膠液老化現象且對應用環境要求較高。金屬/塑料的熱連接工藝因不附加增重結構件且接頭密封性較好，逐漸成為國內外研究的熱點。如“一種適用于金屬與聚合物之間的攪拌摩擦焊接方法”的中國專利申請號(201910225037.7)，采用金屬/塑料板材搭接形式，利用熱傳導的方式，實現了金屬/塑料的熱連接。另外，“一種基于超聲波輔助的塑料/金屬連接成型方法”的中國專利申請號(20191044783.9)采用超聲波及界面壓力的作用，通過促進界面機械嵌合的形式實現了金屬/塑料熱連接的結合強度的進一步提高。

然而，目前關于金屬/塑料的熱連接研究主要集中于平板工藝連接，接頭形式單一。而工程應用結構中管狀結構居多，相比于金屬/塑料平板結構的熱連接，管狀裝配結構難度更大，簡單的照搬金屬/塑料平板熱連接的工藝方法難以實現金屬/塑料管狀結構的有效連接。金屬/塑料管狀裝配結構熱連接時，為適應兩種材料的熱物理性能且保證兩者可連接性，通常采用塑料管外套接金屬管，保證兩者的緊固配合，采用熱導連接形式進行連接。但相比于平板連接，管狀裝配結構內部懸空，無法提供緊固界面的界面壓力，使受熱熔化的塑料受全位置連接的離心力、自身重力及界面熱缺陷的作用于金屬材料分離，難以實現金屬/塑料管狀裝配結構的有效全位置熱連接。

發明內容

為解決上述現有金屬/塑料管裝配結構全位置熱連接中管內部支撐力較弱、界面壓力較低、緊固性較差，且無法實現多道連接定位支撐等問題，本發明提供了一種金屬/塑料管全位置熱連接的可定位彈性內撐結構。

本發明的技術方案：

一種金屬/塑料管全位置熱連接的可定位彈性內撐結構，包括螺桿、第一定位螺母、第一傳力導管、空心彈性內撐、第二傳力導管和第二定位螺母，所述第一定位螺母、第一傳力導管、空心彈性內撐、第二傳力導管和第二定位螺母依次連接并套在螺桿上，通過控制定位螺母與傳力導管長度實現對金屬/塑料管狀裝配結構內任意待連接位置管內支撐緊固，通過調節兩個定位螺母間距實現空心彈性內撐的膨脹與收縮。

優選的，所述空心彈性內撐包括導向套和多個彈簧鋼片，所述多個彈性片均勻環形排列，彈性片兩端分別固定在兩個導向套上，膨脹后形成燈籠形狀的空心彈性內撐。

優選的，所述空心彈性內撐的彈性片為S型。