一种螺柱焊连接金属与非金属材料的方法技术

本发明专利技术提供一种螺柱焊连接金属与非金属材料的方法，其中，采用的螺柱包括与焊枪结构相匹配的焊枪夹持区、覆盖压紧区、螺杆区和设置在所述螺杆区下表面的引弧梢，所述覆盖压紧区的直径和厚度与被焊金属和非金属材料的强度及厚度相匹配，所述螺杆区的长度与焊接后的压紧力相匹配。在焊接的时候，通过螺柱本身的功能实现金属材料与非金属材料的连接，即螺柱焊后螺柱被压入金属板材表面，覆盖压紧区充当螺母的作用将金属和非金属材料压紧，使非金属材料不能脱离金属。本发明专利技术省略了螺母结构，取消了旋紧螺母的步骤，工件定位后直接利用螺柱压紧实现结构件连接，有效的提高连接效率，流程更为简单。程更为简单。程更为简单。

【技术实现步骤摘要】
一种螺柱焊连接金属与非金属材料的方法


[0001]本专利技术涉及材料焊接与连接
，具体而言，尤其涉及一种螺柱焊连接金属与非金属材料的方法。

技术介绍

[0002]近年来，汽车一直在进行减重设计以降低碳排放。非金属基复合材料具有低密度、高比强度和高阻尼的特点，在汽车中的用量逐年增加。然而由于其自身属性的限制，在大多数应用场合中，非金属基复合材料需要与钢或铝合金框架连接以形成混合结构，比如车顶横梁结构、B柱和C柱、底部侧围、中央通道和后部支撑等。这些应用就不可避免的会涉及到复合材料与金属的连接问题。
[0003]由于非金属基复合材料和金属之间没有冶金反应，因此，普通焊接方法对二者的连接是一个巨大的挑战。焊接方法主要适用于热塑性的非金属基复合材料，激光焊接、摩擦焊和超声波焊等方法均已经实现了非金属基复合材料/金属的焊接。然而汽车制造领域中，大规模生产的汽车零部件在需要保证强度的同时，还需要较快的制造节拍、简易的操作流程以及尽量低的成本。因此，目前车身制造中主要采用机械连接和胶接方法来连接非金属基复合材料和金属。/>[0004]胶接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于螺柱焊连接金属与非金属材料的螺柱，其特征在于：所述螺柱包括与焊枪结构相匹配的焊枪夹持区、覆盖压紧区、螺杆区和设置在所述螺杆区下表面的引弧梢，所述覆盖压紧区的直径和厚度与被焊金属和非金属材料的强度及厚度相匹配，所述螺杆区的长度与焊接后的压紧力相匹配。2.根据权利要求1所述的用于螺柱焊连接金属与非金属材料的螺柱，其特征在于：将被焊金属与非金属材料结合的复合材料板厚度设置为L，所述覆盖压紧区的厚度设置为d，直径设置为e，上述参数根据被焊金属和非金属材料的强度、厚度调整，满足如下关系式：0.7L<d<2L，1.5≤e/d≤4。3.根据权利要求2所述的用于螺柱焊连接金属与非金属材料的螺柱，其特征在于：所述引弧梢的直径在0.5
‑
2mm之间，随螺杆直径增加、焊接所需热量提高而增加，当铝合金、钢、钛合金材料的螺杆直径D在10mm以内，引弧梢直径在0.5
‑
1.5mm范围内。4.根据权利要求2所述的用于螺柱焊连接金属与非金属材料的螺柱，其特征在于：所述螺杆区的长度为L1，L1与L的差值ΔL在0.05
‑
1.7mm范围内，ΔL随螺杆直径D增加而非线性减小。5.根据权利要求4所述的用于螺柱焊连接金属与非金属材料的螺柱，其特征在于：所述螺杆直径D在2

【专利技术属性】
技术研发人员：任大鑫，刘黎明，何祝斌，宋刚，刘健，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：