[发明专利]一种层合板与金属板接头搭接的方法

说明书

本发明涉及一种层合板与金属板接头搭接的方法，具体包括：(1)将金属板与树脂复合材料层合板进行搭接，并用夹具固定；(2)使用CMT焊机将焊丝输送至树脂复合材料层合板一侧，对树脂复合材料层合板上与焊丝的拟接触部位进行局部加热，使树脂复合材料层合板的局部材料温度达到熔融状态；(3)启动CMT焊机，将焊丝以设定的送丝速度插入局部熔化的树脂复合材料层合板内，当焊丝接触金属板时，开始进行冷金属过渡熔钎焊焊接；(4)焊接结束后，切断树脂复合材料层合板上面的焊丝，完成一个焊钉，继续进行其他焊钉操作即可。本发明方法在不破坏接头结构、不降低接头强度的情况下，使树脂复合材料层合板与金属板轻松焊接。

技术领域

本发明属于冷金属过渡熔钎焊焊接技术领域，具体涉及一种层合板与金属板接头搭接的方法。

背景技术

纤维增强热塑性树脂基复合材料凭借其区别于金属材料的优异特性，比如较高的比强度和比模量、耐疲劳、可重复加工及成型加工成本低等优点，为了适应轻量化设计要求，在航空航天、高铁、风电等工程领域内应用发展较快。在应用过程中，复合材料还不能完全取代金属材料，在某些部位还需要与金属材料进行连接，以充分发挥两种材料在结构中的力学性能和物理性能。

目前传统的复合材料层合板与金属的连接方式主要有机械连接、胶接和混合连接。机械连接在一定程度上提高了连接强度，但制孔工程中要切断复合材料纤维，导致孔边产生应力集中现象，进而要增加连接件厚度，另外还使用了大量的紧固件，从而增加了接头重量，不利于结构轻量化设计。相比机械连接，胶接连接结构重量较轻，但是其承载能力和连接强度较低。混合连接也使用了紧固件，增加了结构重量。

冷金属过渡焊接技术CMT(cold metal transfer)通过外加焊丝缓冲器以及位于焊枪处的高频推拉四机构，实现对焊丝动态运动过程的有效控制。当焊丝接触到熔池即短路发生时，短路信号会反馈给焊机的处理器，焊机会切断电流，并将信号反馈给送丝机，送丝机回抽焊丝，使得焊丝与熔滴分离，即冷金属过渡模式。在冷金属熔滴过渡时，电流降至非常低，几乎为零；电弧自身输入热量的过程很短，短路发生，电弧熄灭，热输入量迅速地减少。CMT焊接方法具有低热量输入、高熔敷率、无飞溅、变形小等特点，在工业领域应用广泛。

发明内容

本发明主要提供了一种层合板与金属板接头搭接的方法，在不破坏接头结构、不降低接头强度的情况下，使树脂复合材料层合板与金属板轻松焊接。其技术方案如下：

一种层合板与金属板接头搭接的方法，包括以下步骤：

(1)将金属板与树脂复合材料层合板进行搭接，并用夹具固定；

(2)使用CMT焊机将焊丝输送至树脂复合材料层合板一侧，对树脂复合材料层合板上与焊丝的拟接触部位进行局部加热，使树脂复合材料层合板的局部材料温度达到熔融状态；

(3)启动CMT焊机，将焊丝以设定的送丝速度插入局部熔化的树脂复合材料层合板内，当焊丝接触金属板时，开始进行冷金属过渡熔钎焊焊接；

(4)焊接结束后，切断树脂复合材料层合板上面的焊丝，完成一个焊钉，继续进行其他焊钉操作即可。

优选的，步骤(1)中树脂复合材料层合板的材质含有热塑性树脂和纤维材料。

优选的，所述热塑性树脂为聚醚醚酮、聚丙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯或聚苯硫醚。

优选的，所述纤维材料选自碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种。

优选的，步骤(1)中金属板的材料为钢材、铝合金、镁合金或钛合金。

优选的，步骤(2)中的焊丝材质为与金属板具有焊接性的材质。

优选的，步骤(2)中的焊丝材质与金属板材质相同。