[发明专利]一种热塑性复合材料柔性电阻焊接装置

说明书

一种热塑性复合材料电阻焊接装置。其包括伺服驱动电机、精密滚珠导轨直线运动系统和热塑性复合材料电阻焊接平台；其中精密滚珠导轨直线运动系统为长方体形结构，顶面沿长度方向设有轨道，由伺服驱动电机提供动力输出；热塑性复合材料电阻焊接平台以可沿精密滚珠导轨直线运动系统上轨道移动的方式安装在精密滚珠导轨直线运动系统上。本发明通过伺服压力系统提供焊接下压力，由琴键式柔性电极模块对焊接部件进行定位及电阻加热，通过接入电极模块导入焊接电流，达到热塑性复合材料静态、连续动态的柔性电阻焊接目的。

技术领域

本发明属于复合材料连接技术领域，特别涉及一种热塑性复合材料柔性电阻焊接装置。

背景技术

随着先进热塑性复合材料制备技术的发展与制造成本的降低，多种高性能热塑性复合材料已在国外机型上得到试用，如湾流Ⅴ方向舵肋及前缘、空客A380副翼翼肋及升降舵辅助翼肋等部件，在空客A340和A380机型上使用的新型机翼前缘蒙皮与肋的连接方式，则采用先进的热塑性复合材料焊接技术，既能避免传统机械铆接技术造成的结构增重及接头处应力集中问题，又可缩短胶接技术工艺周期并提高接头可靠性。电阻加热焊接作为常用的热塑性复合材料焊接方式，具有工艺流程短、被焊材料表面质量容忍度高等特点。

迄今为止，已有多种热塑性复合材料电阻焊接装置。Ali Yousefpour和Marc-Andre Octeau开发了热塑性连续电阻焊接试验设备，采用悬挂气缸\直线系统进行垂直下压作动提供焊接下压力，通过水平直线移动热塑性复合材料装夹平台实现连续焊接，其中正负焊接电极不作水平位移。然而被焊材料仅靠条状压板固定于焊接平台，无法保证焊接电极接触稳定性。同时，铜块电极无法精确定位安装，使得导入电流密度不均匀导致复合材料局部过热，影响焊接接头力学性能。何振鹏和王宏洋等设计了简易机械式热塑复合材料焊接装置，可通过手动调节焊接压板的垂直高度及焊接件的夹持宽度，但是焊接电极采用一体式双层铜板，使得电极接触面积无法调整，从而难以应对不同尺寸接头的焊接工作，并且仅能完成静态电阻焊接任务，不能实现动态焊接。

综上，现有热塑性复合材料电阻焊接装置仍缺乏工艺参数及夹持工装的柔性调节能力，从而导致热塑性复合材料电阻焊接接头质量差并且缺少稳定性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种热塑性复合材料柔性电阻焊接装置。

为了达到上述目的，本发明提供的热塑性复合材料柔性电阻焊接装置包括伺服驱动电机、精密滚珠导轨直线运动系统和热塑性复合材料电阻焊接平台；其中精密滚珠导轨直线运动系统为长方体形结构，顶面沿长度方向设有轨道，由伺服驱动电机提供动力输出；热塑性复合材料电阻焊接平台以可沿精密滚珠导轨直线运动系统上轨道移动的方式安装在精密滚珠导轨直线运动系统上。

所述的热塑性复合材料电阻焊接平台包括耐高温绝缘压装板、焊接平台绝缘底板、试件定位压块、直线运动T槽平台、绝缘导轨挡块、琴键式柔性电极模块、正极接入电极模块和负极接入电极模块；其中，所述的耐高温绝缘压装板呈矩形，水平设置，一侧边缘处沿精密滚珠导轨直线运动系统长度方向形成有一条导电轮行进槽；焊接平台绝缘底板的顶面固定在热塑性复合材料电阻焊接平台的底面中部；直线运动T槽平台的顶面固定在焊接平台绝缘底板的底面上，直线运动T槽平台的底面与精密滚珠导轨直线运动系统上的轨道相配合；试件定位压块和绝缘导轨挡块分别设置在耐高温绝缘压装板的表面前后端边缘中部；