[發明專利]一種表面編織的金屬材料與FRP復合材料一體化連接方法

有效

• 申請號: 202110717581.0
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113561497B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 周利;劉煜純;王蘋;梁濤;宋曉國
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: B29C65/18
• 分類號: B29C65/18;B23K11/00;B29L9/00
• 代理公司: 威海恒譽潤達專利代理事務所(普通合伙) 37260
• 代理人: 戚笑頤

1.一種表面編織的金屬材料與FRP復合材料一體化連接方法，其特征是，步驟如下：

(1)材料準備：準備金屬板材、金屬網、纖維網和FRP板材，并使用夾具對金屬板材進行裝夾固定；

(2)鋪設纖維網和金屬網：在所述金屬板材上平鋪一層纖維網，所述纖維網上鋪設一層金屬網，所述纖維網和所述金屬網的網格方向均為正十字向，所放置后的金屬網的網格位置與所述纖維網的網格位置不重合；

(3)一次滾壓和電阻焊：使用金屬滾筒對所述步驟(2)中鋪設的金屬網進行一次滾壓，將金屬滾筒及金屬板材分別連接至單相工頻交流電阻焊機電流輸出端，進行通電焊接，使金屬網結點經滾壓后透過纖維網的網格間隙焊接至金屬板材表面；

(4)加熱和二次滾壓：將FRP板材鋪設于焊接金屬網和纖維網的金屬板材上，對金屬板材一側進行均勻加熱，然后使用金屬滾筒對FRP板材進行二次滾壓，使FRP板材與金屬板材緊密結合，得到復合構件；

(5)冷卻：將所述步驟(4)制備的復合構件放置于空氣中冷卻至室溫。

2.根據權利要求1所述的表面編織的金屬材料與FRP復合材料一體化連接方法，其特征在于，步驟(1)中，所述金屬網材質與金屬板材的金屬材料相同，所述金屬材料為鋁合金、低碳鋼或不銹鋼；所述纖維網材質與FRP板材中纖維材料相同，所述纖維材料為碳纖維或玻璃纖維。

3.根據權利要求1所述的表面編織的金屬材料與FRP復合材料一體化連接方法，其特征在于，步驟(1)中，需要對纖維網做表面處理，使得纖維網表面和FRP樹脂基體之間能夠形成化學鍵。

4.根據權利要求1所述的表面編織的金屬材料與FRP復合材料一體化連接方法，其特征在于，步驟(2)中，所述金屬網的網格大小與所述纖維網的網格大小相同。

5.根據權利要求1所述的表面編織的金屬材料與FRP復合材料一體化連接方法，其特征在于，步驟(2)中，鋪設在所述金屬板材表面的金屬網格結點位于纖維網格空位中心位置。

6.根據權利要求1所述的表面編織的金屬材料與FRP復合材料一體化連接方法，其特征在于，步驟(4)中，鋪設FRP板材前，需要對焊接金屬網的金屬板材進行表面處理，使得金屬網與金屬板材表面形成微觀粗糙的結構以增強金屬與FRP樹脂基體之間的微觀機械互鎖，或使金屬網與金屬板材表面能夠與FRP樹脂基體之間形成化學鍵以增強結合強度。

7.根據權利要求1所述的表面編織的金屬材料與FRP復合材料一體化連接方法，其特征在于，步驟(3)和步驟(4)中，所述金屬滾筒表面具有沿軸向排列的環狀結構，兩個環狀結構間距與金屬網格每一小格邊長相同。

8.根據權利要求7所述的表面編織的金屬材料與FRP復合材料一體化連接方法，其特征在于，所述金屬滾筒表面硬度為40HV～60HV。

9.根據權利要求1所述的表面編織的金屬材料與FRP復合材料一體化連接方法，其特征在于，步驟(4)中，金屬板材的加熱溫度控制在FRP樹脂基體粘流態溫度至熱變性溫度之間。

10.根據權利要求1所述的表面編織的金屬材料與FRP復合材料一體化連接方法，其特征在于，步驟(5)中，所述空氣濕度為20％～30％。