一种双体式空腔填充金属/FRP搅拌摩擦焊连接方法技术

本发明专利技术提供了一种双体式空腔填充金属/FRP搅拌摩擦焊连接方法，其解决了金属与FRP材料搅拌摩擦搭接焊连接时，FRP材料受热流动被挤出界面，造成界面处材料损失导致的结合强度低，抗拉载荷小的技术问题，其采用分体式搅拌摩擦焊具，分体式搅拌摩擦焊具设有搅拌针和轴肩，搅拌针和轴肩分别与不同的搅拌摩擦焊主轴配合，具有螺纹结构的搅拌针与搅拌针旋转方向相配合使界面位置FRP材料向金属板材内部形成的临时空腔流动，减少因焊具挤压造成的界面位置材料溢出，增强金属板材与FRP板材的连接强度。本发明专利技术可广泛应用于焊接技术领域。本发明专利技术可广泛应用于焊接技术领域。本发明专利技术可广泛应用于焊接技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种双体式空腔填充金属/FRP搅拌摩擦焊连接方法


[0001]本申请属于焊接方法
，更具体地说，是涉及一种双体式空腔填充金属/FRP搅拌摩擦焊连接方法。

技术介绍

[0002]随着科技的进步和材料工业的不断发展，“结构设计轻量化”的概念在车辆工程、轨道交通、航空航天等领域应运而生。FRP(Fibre Reinforced Polymer)是以聚合物材料为基体，在内部添加碳纤维或玻璃纤维以增强材料力学性能的材料，其具有质量轻、比强度高、耐腐蚀性好、耐热性好等优良性能。通过FRP材料部分替代传统铝、钢等材料，可以充分发挥FRP材料轻质轻量与金属材料强度高、韧性好的优势，在保证优良性能的前提下，进一步减轻结构件质量，实现结构轻量化的设计理念。但由于FRP基体属于高分子材料，直接对FRP与金属材料进行连接相对困难。传统连接FRP与金属材料的方法主要包括：胶接和机械结合；其中，金属/FRP胶接接头受环境温湿度影响较大，且一般胶接处理时间较长，胶粘剂成分具有一定的毒性对环境影响大。机械连接主要包括：铆接和螺栓连接，螺栓连接常常需要在FRP基体上预制孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双体式空腔填充金属/FRP搅拌摩擦焊连接方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)进行焊前清理，使用砂纸打磨并采用有机溶剂或清洗剂对待焊板材进行清理，去除表面氧化物及油污，所述待焊板材为金属板材和FRP板材；(2)使用夹具对金属板材与FRP板材进行装夹固定，使待焊板材对接面相互靠近，采用金属板材位于上层，FRP板材位于下层的配置原则；(3)采用分体式搅拌摩擦焊具配合搅拌摩擦焊主轴的连接方式，所述分体式搅拌摩擦焊具设有搅拌针和轴肩，所述搅拌针与第一搅拌摩擦焊主轴的内夹持环配合，所述轴肩和第二搅拌摩擦焊主轴的外夹持环配合固定，将带有内夹持环的搅拌针和带有外夹持的轴肩配合；(4)将所述步骤(3)的搅拌针的头部位于待焊板材焊缝初始位置处，同时开启焊机使第一搅拌摩擦焊主轴和第二搅拌摩擦焊主轴旋转，并调整搅拌针相对轴肩伸出的长度，使搅拌针头与金属板上表面刚好接触；(5)调整搅拌针和轴肩转速，搅拌针和轴肩同时同向旋转下压，待搅拌针的头部刚好接触至FRP板材上表面后，调整搅拌针转速至低于轴肩转速，轴肩与搅拌针同时沿焊缝方向移动焊接，到达焊缝末端后，调整搅拌针转速，搅拌针反向旋转，与轴肩同时旋转上移，得到金属/FRP复合构件；(6)冷却：将金属/FRP复合构件放置于空气中冷却至室温。2.根据权利要求1所述的双体式空腔填充金属/FRP搅拌摩擦焊连接方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机溶剂为酒精或丙酮。3.根据权利要求1所述的双体式空腔填充金属/FRP搅拌摩擦焊连接方法，其特征在于，步骤(3)中，所述内夹持环设有第一夹持腔，与搅拌针的尾部相...

【专利技术属性】
技术研发人员：周利，刘煜纯，牛得田，宋晓国，王苹，周宝升，张涛，
申请(专利权)人：国家高速列车青岛技术创新中心，
类型：发明
国别省市：