【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学加工，具体涉及一种金属-复合材料的连接方法。
技术介绍
1、在新一代飞机的设计制造中，复合材料因其高比强度、高比刚度、易成形，长寿命的特点，得到广泛应用。在空客a350xwb中，复合材料占全机总重量52％以上，包含飞机机身、机翼、雷达罩和大型整流罩等结构。
2、复合材料因其性能优越广泛使用，但是也存在局限限制其发展。飞机上使用复材在其服役过程中，受环境影响易出现如界面脱粘、脱胶、起皱、冲击损伤和结构裂纹等失效形式；尤其机身为满足通风，检修，管线通过等，在复合材料层合板结构上设置开口是非常普遍并且不可避免的，这种开口会导致复材应力集中，载荷分布情况更为复杂，更容易引起复合材料分层、裂纹。例如，波音b787的机身复合材料开口采用ti6al4v进行补强，通过复合材料与钛合金的连接提高开口处强度，进而提高机身安全性，延长飞机服役时限。因此，此类复合材料机身开口处，通常采用钛合金进行补强，也就不可避免地要与金属相连接。这就给复合材料构件的使用和安装带来大量的连接技术问题，如果连接不好，这些连接件就会成为整体结构的薄弱环节。有数据表明，在复合材料结构件中有一半以上的破坏位置都发生在连接部位。
3、目前，复合材料与金属的连接主要有机械连接、胶结和焊接三种方式。机械连接包含螺纹连接和铆钉连接，螺纹连接具有操作简单、技术已相对成熟、能够传递较大载荷，但是存在增加连接件致增加总质量，攻丝和打孔会产生薄弱环节等问题；复材与金属材料的铆接具有结构稳定，能承受较大载荷冲击的优势，但是存在预打铆钉孔经济性和应力集
4、在复材与金属连接接头中，comeld技术可以极大减少铆接的应力集中，提高金属与复材连接表面积，提高连接强度，但是受限于电子束毛化凸起的高度和强度，垂直面力强强度不足，限制其应用发展。z-pin增强技术，可以提高复合材料层合板的层间性能，但是预先打孔降低金属连接头和复合材料面内力学性能。同时，连接金属接头表面制孔，插入细针会降低复材与金属的连接加工效率。
5、因此，专利技术人提供了一种金属-复合材料的连接方法。
技术实现思路
1、(1)要解决的技术问题
2、本专利技术实施例提供了一种金属-复合材料的连接方法，解决了飞机机身开口处复合材料与金属的连接强度不够的技术问题。
3、(2)技术方案
4、本专利技术提供了一种金属-复合材料的连接方法，包括以下步骤：
5、加工出带有倾角的金属针群的一体化金属针桥；
6、将所述一体化金属针桥的金属针群放置在复材纤维板的编织缝隙位置，并铺敷预浸料，待所述预浸料固化后，所述复材纤维板与所述一体化金属针桥连接在一起。
7、进一步地，所述加工出带有倾角的金属针群的一体化金属针桥，具体包括如下步骤：
8、根据待加工的针群结构，设计底片，同时在金属基体的表面涂覆感光保护膜；
9、通过曝光显影的方式，将所述底片的图案映刻在所述金属基体的表面；
10、通过电化学加工方式，将多余的金属材料去除，得到所述一体化金属针桥。
11、进一步地，所述金属针群的高度为0.5-2mm。
12、进一步地，所述金属针群在所述金属基体的表面的水平调整角度为360°。
13、进一步地，所述金属针群在所述金属基体的表面的垂直调整角度为180°。
14、进一步地，所述根据待加工的针群结构，设计底片，同时在金属基体的表面涂覆感光保护膜之前，还包括：清洗所述金属基体的表面。
15、进一步地，所述通过电化学加工方式，将多余的金属材料去除，得到所述一体化金属针桥，具体包括如下步骤：
16、将带有保护膜的金属基体，接加工电源的阳极，扫描加工电极接电源的阴极；
17、导通电解质溶液，以预设加工电压、预设电极扫描速度电解加工所述金属针群至设定高度。
18、进一步地，所述电解质溶液为8％的kbr溶液。
19、进一步地，电解加工结束后，将所述一体化金属针桥放置在温度为95℃、浓度10％naoh溶液浸泡至少8小时。
20、进一步地，所述金属针群包括多个阵列式分布的针状凸起。
21、(3)有益效果
22、综上，本专利技术通过一体化倾角针桥优化结构代替金属连接板和细针实现复材与金属连接强度更高，一体化多向倾角针桥密集群柱能提高结合力、更能适应多变的孔口形式，带方向钢针增加复材纤维板与柱状面力方向强度，进而提高了复材基体与金属连接头结合力。
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1.一种金属-复合材料的连接方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的金属-复合材料的连接方法，其特征在于，所述加工出带有倾角的金属针群的一体化金属针桥，具体包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的金属-复合材料的连接方法，其特征在于，所述金属针群的高度为0.5-2mm。
4.根据权利要求2所述的金属-复合材料的连接方法，其特征在于，所述金属针群在所述金属基体的表面的水平调整角度为360°。
5.根据权利要求2所述的金属-复合材料的连接方法，其特征在于，所述金属针群在所述金属基体的表面的垂直调整角度为180°。
6.根据权利要求2所述的金属-复合材料的连接方法，其特征在于，所述根据待加工的针群结构，设计底片，同时在金属基体的表面涂覆感光保护膜之前，还包括：清洗所述金属基体的表面。
7.根据权利要求2所述的金属-复合材料的连接方法，其特征在于，所述通过电化学加工方式，将多余的金属材料去除，得到所述一体化金属针桥，具体包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的金属-复合材料的连接方
9.根据权利要求7所述的金属-复合材料的连接方法，其特征在于，电解加工结束后，将所述一体化金属针桥放置在温度为95℃、浓度10％NaOH溶液浸泡至少8小时。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的金属-复合材料的连接方法，其特征在于，所述金属针群包括多个阵列式分布的针状凸起。
...【技术特征摘要】
1.一种金属-复合材料的连接方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的金属-复合材料的连接方法，其特征在于，所述加工出带有倾角的金属针群的一体化金属针桥，具体包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的金属-复合材料的连接方法，其特征在于，所述金属针群的高度为0.5-2mm。
4.根据权利要求2所述的金属-复合材料的连接方法，其特征在于，所述金属针群在所述金属基体的表面的水平调整角度为360°。
5.根据权利要求2所述的金属-复合材料的连接方法，其特征在于，所述金属针群在所述金属基体的表面的垂直调整角度为180°。
6.根据权利要求2所述的金属-复合材料的连接方法，其特征在于，所述根据待加...
【专利技术属性】
技术研发人员：褚玉程，孙超，郝宏彪，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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