[發明專利]一種輕質合金與纖維增強復合材料異質接頭及制備方法

有效

• 申請號: 202210047410.6
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114346616B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 徐良;李康寧;崔輝;谷世偉;鄭紅彬;張崇放
• 申請（專利權）人: 哈焊國創（青島）焊接工程創新中心有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 青島鼎丞智佳知識產權代理事務所(普通合伙) 37277
• 代理人: 韓耀朋

1.一種輕質合金與纖維增強復合材料異質接頭的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，表面清潔：對異質接頭中需要連接的輕質合金母材和復合材料母材分別進行表面處理；

步驟二，激光蝕刻：對輕質合金母材進行激光蝕刻，使其表面形成凹凸結構；

步驟三，過渡結構噴涂：在輕質合金母材與復合材料母材之間設置有過渡結構，對過渡結構的一側進行噴涂，得到與復合材料母材材質相同的噴涂層；

步驟四，焊接：將處理后的輕質合金母材、過渡結構以及復合材料母材按順序依次放置，將過渡結構具有噴涂層的一側與復合材料母材接觸，未噴涂的另一側與輕質合金母材接觸，使用焊接設備進行焊接，焊接完成后得到高強度異質接頭；

其中，選擇微米級至亞毫米級金屬網作為過渡結構，金屬網的材質采用銅、鈦、鎳、鉑、鉻中的一種。

2.根據權利要求1所述的一種輕質合金與纖維增強復合材料異質接頭的制備方法，其特征在于，所述步驟一中的輕質合金設置為鋁合金、鎂合金或鈦合金，所述復合材料設置為碳纖維增強復合材料。

3.根據權利要求2所述的一種輕質合金與纖維增強復合材料異質接頭的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，表面處理，對異質接頭中需要連接的鋁合金和碳纖維增強復合材料分別使用有機溶劑進行表面清洗，去除表面的灰塵以及油污雜質；

步驟二，激光蝕刻：使用激光器以脈沖激光的方式對鋁合金進行激光蝕刻，經過激光蝕刻之后的鋁合金表面形成均勻的微米級凹凸結構；

步驟三，金屬網噴涂：選擇材質合適的金屬網作為過渡結構，將金屬網的一側進行噴涂形成噴涂層，噴涂原材料采用與碳纖維增強復合材料的材質相同的粉末材料；

步驟四，焊接：將處理后的鋁合金、金屬網以及碳纖維增強復合材料按順序依次放置，所述金屬網上噴涂層的一側與碳纖維增強復合材料接觸，未噴涂的另一側與鋁合金接觸，使用超聲波焊接設備對其進行焊接，焊接完成后得到高強度的鋁合金與碳纖維增強復合材料的異質接頭。

4. 根據權利要求3所述的一種輕質合金與纖維增強復合材料異質接頭的制備方法，其特征在于，所述步驟二中激光蝕刻的激光功率50 W-100 W，掃描速度0.5 m/min-2.0 m/min，掃描重復頻率40 Hz-100 Hz。

5.根據權利要求3所述的一種輕質合金與纖維增強復合材料異質接頭的制備方法，其特征在于，所述步驟三中的金屬網的網格設置為圓形或六邊形。

6. 根據權利要求5所述的一種輕質合金與纖維增強復合材料異質接頭的制備方法，其特征在于，所述金屬網的絲徑設置為0.05 mm-0.3 mm，所述圓形網格的孔徑或六邊形網格外接圓的直徑設置為0.1mm-1.0 mm。

7.根據權利要求3所述的一種輕質合金與纖維增強復合材料異質接頭的制備方法，其特征在于，所述步驟四中在焊接時，首先調整好超聲波焊接裝置的位置，對按順序堆疊的異質接頭結構施加一個初始壓力；然后對超聲波焊接裝置的焊接參數進行設置；最后進行焊接得到異質焊接接頭。

8.一種輕質合金與纖維增強復合材料異質接頭，其特征在于，根據權利要求1至7任一項所述的制備方法制備得到。

9.根據權利要求8所述的一種輕質合金與纖維增強復合材料異質接頭，其特征在于，包括輕質合金、過渡結構以及纖維增強復合材料且依次堆疊而成，所述過渡結構一側設置有噴涂層且與纖維增強復合材料接觸，另一側與輕質合金接觸。