超声辅助粘结工艺制造技术

本发明专利技术公开一种超声辅助粘结工艺，该粘结工艺利用超声换能器产生振动，促进粘结剂在粘结界面上的扩散，进而提高粘结强度。该粘结工艺中，超声换能器可直接对粘结部件进行励振，也可通过夹紧结构对粘结部件进行励振。利用本发明专利技术超声辅助粘结工艺，在通过夹紧结构的粘结工艺下可将拉伸粘结强度提高150％左右，剪切粘结强度提高140％左右，在不采取夹紧结构的粘结工艺下可将拉伸粘结强度提高120％左右，剪切粘结强度提高110％左右，本发明专利技术超声辅助粘结工艺，有效提高粘接部的疲劳寿命。本发明专利技术具有明显的提高粘结强度的效果，其装置结构简单，使用方便。

Ultrasonic assisted bonding process

The invention discloses an ultrasonic auxiliary bonding process, which uses an ultrasonic transducer to generate vibration, to promote the diffusion of adhesive on a bonding interface, and thereby to improve the bond strength. In the bonding process, the ultrasonic transducer can directly activate the vibration of the bonding component, and also can activate the adhesive member by the clamping structure. The ultrasonic bonding process, the bonding process by clamping structure under the tensile strength increased 150%, shear bond strength increased by about 140%, without taking bonding technology of clamping structure can improve the tensile strength of about 120%, the shear bond strength increased by about 110%, the ultrasonic bonding process effectively, improve the fatigue life of adhesive. The invention has obvious effect of improving bond strength, and the device has simple structure and convenient use.

【技术实现步骤摘要】
超声辅助粘结工艺
：本专利技术涉及超声辅助粘结工艺，基于超声分子操控原理实现，其属于超声应用领域及机械加工领域。
技术介绍
：随着机械加工与材料科学的快速发展，粘结技术已成为20世纪70年代以来的重要连接技术之一，在国民经济各个领域尤其是当代的航空、航天技术中，发挥着重要的作用。理想的粘结工艺必须具有以下特点：保证被粘物的强度，提高粘结部的疲劳寿命。粘结特别适用于不同材质、不同厚度，尤其是超薄材料和复杂结构件的连接。粘结工艺优点在于其简单易行，然而，连接强度的进一步提高，是现今该技术所面临的挑战。因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。
技术实现思路
：本专利技术提供一种超声辅助粘结工艺，该工艺利用超声振动对粘结部件及粘结剂进行励振，促进工件表面粘结剂在粘结界面上的扩散，加强拉伸与剪切粘结强度。本专利技术采用如下技术方案：一种超声辅助粘结工艺，包括如下步骤：步骤一：将第一粘结部件表面涂刷粘结剂，并与第二粘结部件合拢，形成粘结界面，并由第一夹持板和第二夹持板夹紧；步骤二：将超声换能器设置于第一夹持板上，并对超声换能器进行电气驱动，对第一夹持板上进行励振；步骤三：对第一粘结部件与第二粘结部件进行烘干处理。进一步地，电气驱动的工作频率在超声频段、音频频段和次声频段。进一步地，所述第一粘结部件和第二粘结部件为金属材料、非金属材料、有机生物材料。进一步地，所述第一粘结部件和第二粘结部件的结构为板状结构、块状结构、卷绕式结构或者杆状结构。进一步地，所述第一粘结部件和第二粘结部件被置于空气或液体中。进一步地，所述第一夹持板和第二夹持板为平板或者曲面板，以贴合被第一粘结部件和第二粘结部件的表面形状。本专利技术还采用如下技术方案：一种超声辅助粘结工艺，包括如下步骤：步骤一：将第一粘结部件表面涂刷粘结剂，并与第二粘结部件合拢，形成粘结部位；步骤二：将超声换能器压紧在第一粘结部件上第二粘结部位的附近，并对超声换能器进行电气驱动，对第一粘结部件进行励振，；步骤三：对第一粘结部件和第二粘结部位进行烘干处理。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术超声辅助粘结工艺依靠超声换能器的超声振动可进行，并可以对粘结部件及粘结剂进行励振，促进粘结剂在粘结界面上的扩散，进而提高粘结强度。本专利技术第一实施例中通过夹持板构成夹紧结构，可以使超声振动更好地传播，从而更充分地增强粘结效果。该工艺使用的超声装置包括夹持板及设置于夹持板上的超声换能器。利用本工艺，通过施加预压力可将铝合金与碳纤维板之间的A/B胶拉伸粘结强度提高150％左右，剪切粘结强度提高140％左右。本专利技术第二实施例中不使用夹紧结构，超声换能器直接对粘结部件进行励振，利用本工艺，通过超声换能器直接压紧可将铝合金与碳纤维板之间的A/B胶粘结强度拉伸粘结强度提高120％左右，剪切粘结强度提高110％左右。本专利技术中的工艺具有明显的提高粘结强度的效果，其装置结构简单，使用方便。附图说明：图1为超声辅助粘结工艺第一实施例的结构图。图2为超声辅助粘结工艺第二实施例的结构图。其中：1-超声换能器、2-第一夹持板、3-第二夹持板、4-第一粘结部件、5-第二粘结部件、6-预压力、7-粘结界面、8-粘结部位。具体实施方式：下面通过两个实施例来具体说明本专利技术超声辅助粘结工艺。实施例一：请参照图1所示，本专利技术超声辅助粘结工艺所采用的装置包括第一夹持板2、设置(粘贴)于第一夹持板2上的超声换能器1及放置第一粘结部件4与第二粘结部件5的第二夹持板3。其中第二夹持板3夹持于三维移动平台上以实现第一粘结部件4与第二粘结部件5的定位，将第一粘结部件4表面涂刷粘结剂，并与第二粘结部件5粘结，并将第一粘结部件4、第二粘结部件5放置于第一夹持板2与第二夹持板3之间，并在第一夹持板2与第二夹持板3之间施加预压力6。超声换能器包括夹心式换能器和压电片，夹心式换能器可应用于低频的情况，压电片可应用于高频的情况。本专利技术超声辅助粘结工艺，包括如下步骤：步骤一：将第一粘结部件4表面涂刷粘结剂，并与第二粘结部件5合拢，并由第一夹持板2和第二夹持板3夹紧；步骤二：将超声换能器1设置(粘贴)于第一夹持板2上，并对超声换能器1进行电气驱动，频率为22kHz，对第一夹持板2上进行励振，时间为30秒；步骤三：对第一粘结部件4与第二粘结部件5进行烘干处理。该实施例中，超声换能器1下表面的尺寸为直径60mm的圆面，超声换能器1左端压紧于距离第一夹持板2左末端10mm处，居中放置，第一夹持板2的尺寸为80*80*1mm，材料为钢。第一粘结部件4的尺寸为30*30*1mm，材料为铝合金。第二粘结部件5的尺寸为30*30*1mm，材料为碳纤维板。在超声换能器1上施加的预压力为100N。所用粘结剂为A/B胶。未经工艺处理的粘结剂(A/B胶)拉伸强度为21MPa，经工艺处理的粘结剂(A/B胶)拉伸粘结强度为53MPa，强度提高152％；未经工艺处理的剪切强度为17MPa，经工艺处理的粘结剂(A/B胶)剪切粘结强度为41MPa，强度提高141％。实施例二：请参照图2所示，对于无法夹紧或不便夹紧的粘结部件，本专利技术超声辅助粘结工艺，包括如下步骤：步骤一：将第一粘结部件4表面涂刷粘结剂，并与第二粘结部件5合拢；步骤二：将超声换能器1压紧在第一粘结部件4上第二粘结部位5的附近，并对超声换能器1进行电气驱动，频率为22kHz，对第一粘结部件4进行励振，时间为30秒；步骤三：对第一粘结部件4和第二粘结部位5进行烘干处理。该实施例中，超声换能器1下表面的尺寸为直径60mm圆面，超声换能器1左端压紧于第一粘结部件4上距离粘结部位10mm处，居中放置。第一粘结部件4的尺寸为30*100*1mm，材料为铝合金。第二粘结部位5的尺寸为30*100*5mm，材料为碳纤维板。在超声换能器1上施加的压紧力为50N。所用粘结剂为A/B胶。未经工艺处理的粘结剂(A/B胶)拉伸强度为18MPa，经工艺处理的粘结剂(A/B胶)拉伸粘结强度为40MPa，强度提高122％；未经工艺处理的剪切强度为16MPa，经工艺处理的粘结剂(A/B胶)剪切粘结强度为34MPa，强度提高113％。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声辅助粘结工艺，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将第一粘结部件(4)表面涂刷粘结剂，并与第二粘结部件(5)合拢，形成粘结界面(7)，并由第一夹持板(2)和第二夹持板(3)夹紧；步骤二：将超声换能器(1)设置于第一夹持板(2)上，并对超声换能器(1)进行电气驱动，对第一夹持板(2)上进行励振；步骤三：对第一粘结部件(4)与第二粘结部件(5)进行烘干处理。

【技术特征摘要】
1.一种超声辅助粘结工艺，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将第一粘结部件(4)表面涂刷粘结剂，并与第二粘结部件(5)合拢，形成粘结界面(7)，并由第一夹持板(2)和第二夹持板(3)夹紧；步骤二：将超声换能器(1)设置于第一夹持板(2)上，并对超声换能器(1)进行电气驱动，对第一夹持板(2)上进行励振；步骤三：对第一粘结部件(4)与第二粘结部件(5)进行烘干处理。2.如权利要求1所述的超声辅助粘结工艺，其特征在于：电气驱动的工作频率在超声频段、音频频段和次声频段。3.如权利要求1所述的超声辅助粘结工艺，其特征在于：所述第一粘结部件(4)和第二粘结部件(5)为金属材料、非金属材料、有机生物材料。4.如权利要求2所述的超声辅助粘结工艺，其特征在于：所述第一粘结部件(4)和第二粘结部...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊辉，王旭，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32