[發明專利]一種熱塑性材料與輕質合金的熱鉚連接方法

在審

• 申請號: 202011371747.X
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112571807A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 崔旭;田琳;王道晟;趙普;蒲永偉;熊需海;孟慶實;王朔;李曉東;張辰;許鵬;賀軍;李威
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: B29C65/44
• 分類號: B29C65/44;B29C65/34
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 徐笑陽

1.一種熱塑性材料與輕質合金的熱鉚連接方法，其特征在于：首先在輕質合金上制孔，然后將帶孔輕質合金與熱塑性材料進行電阻加熱，熱塑性材料的樹脂基體熔融后填充輕質合金孔，從而獲得輕質合金/熱塑性材料鉚接接頭，實現熱塑性材料與輕質合金的連接。

2.根據權利要求1所述的一種熱塑性材料與輕質合金的熱鉚連接方法，其特征在于：所述連接方法具體包括以下步驟：

步驟1.輕質合金待焊接區域打孔，熱塑性纖維預浸料上預制孔；

步驟2.以發熱元件作為植入體，熱塑性纖維預浸料作為絕緣層置于輕質合金與熱塑性材料的搭接區域，得到待加工焊件，其中熱塑性纖維預浸料與輕質合金相接觸，且二者孔心處于同一垂線上；

步驟3.向待加工焊件施加0.1～0.5MPa初始壓力，調整電流和電壓使待焊接區域的最高溫度為200～400℃，焊接的時間為60s～300s；冷卻，獲得輕質合金/熱塑性材料鉚接接頭，實現熱塑性材料與輕質合金的連接。

3.根據權利要求2所述的一種熱塑性材料與輕質合金的熱鉚連接方法，其特征在于：搭接時輕質合金位于熱塑性材料的上方。

4.根據權利要求2所述的一種熱塑性材料與輕質合金的熱鉚連接方法，其特征在于：所述輕質合金上孔的孔徑為1～3mm，絕緣預浸料上預制孔直徑大于輕質合金通孔直徑0.5mm。

5.根據權利要求2所述的一種熱塑性材料與輕質合金的熱鉚連接方法，其特征在于：電阻加熱焊接過程中，所用電源為直流電源或脈沖電源，直流電源提供電壓為10～30V，脈沖電源提供初始電壓為50V～20V，初始電流為20A～10A。

6.根據權利要求1所述的一種熱塑性材料與輕質合金的熱鉚連接方法，其特征在于：所述的輕質合金為鋁合金，鈦合金，鋁鋰合金，鋁鎂合金中的一種；所述發熱元件為不銹鋼網、銅網、碳纖維織物、碳纖維束中的一種。

7.根據權利要求2所述的一種熱塑性材料與輕質合金的熱鉚連接方法，其特征在于：所述熱塑性纖維預浸料厚度為0.4mm，其由纖維與熱塑性樹脂復合制備的單層復合材料，纖維為玻璃纖維、芳綸纖維、PBO纖維、玄武巖纖維、碳纖維中的一種。

8.根據權利要求7所述的一種熱塑性材料與輕質合金的熱鉚連接方法，其特征在于：所述絕緣預浸料所用樹脂應與待焊熱塑性材料樹脂基體相同；所述的熱塑性材料樹脂基體為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、尼龍(PA)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚醚酮(PEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚腈(PEN)、含酞側基聚醚酮(PEK-C)，含酞側基聚醚砜(PEK-S)，含雜萘聯苯結構聚芳醚砜酮(PPESK)中的一種。

9.根據權利要求1所述的一種熱塑性材料與輕質合金的熱鉚連接方法，其特征在于：所述熱塑性材料為純熱塑性材料或短切纖維增強的熱塑性材料，短切纖維為短切碳纖維、短切玻璃纖維、短切芳綸纖維、短切PBO纖維、短切玄武巖纖維中的一種或多種。