[发明专利]纤维复合材料层合板无孔冲压胶铆连接方法及连接装置

权利要求书

1.一种纤维复合材料层合板无孔冲压胶铆连接方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1：将铆接凹模固定于超声波振动装置中，并开启超声波振动装置，使其工作；

S2：先将金属板铺放在所述铆接凹模的第一表面，再将碳纤维增强树脂基复合材料放置在所述金属板的第一表面上；

S3：将热熔胶深坑铆钉固定到铆接冲头之上；

S4：将加热棒放入铆接冲头中，打开温控加热装置，待温度达到热熔胶熔点且不使热熔胶失效后，启动气液增压系统；

S5：所述铆接冲头带动所述热熔胶深坑铆钉刺入铺放好的碳纤维增强树脂基复合材料中，碳纤维增强树脂基复合材料和下层金属板在热熔胶深坑铆钉的冲压下形成凸起；

S6：热熔胶深坑铆钉的铆钉尖口在压入过程中向外张开，热熔胶受到高温作用融化，随着铆钉尖口的不断压入，融化的热熔胶从缝隙流入碳纤维增强树脂基复合材料和下层金属板层间以及铆钉尖口与金属板的缝隙处，从而在实现嵌合的同时完成胶接，实现对金属板和碳纤维增强树脂基复合材料的连接；

S7：关闭温控加热装置，铆接冲头回程，关闭超声波振动装置，板材中的热熔胶固化，热熔胶深坑铆钉留在板材中，得到金属碳纤维增强树脂基复合材料层合板，连接终止。

2.根据权利要求1所述的纤维复合材料层合板无孔冲压胶铆连接方法，其特征在于，所述步骤S2中金属板和碳纤维增强树脂基复合材料的边缘超过W型凹槽的边缘。

3.根据权利要求1所述的纤维复合材料层合板无孔冲压胶铆连接方法，其特征在于，所述步骤S6中的热熔胶在铆接凹模外的超声波振动装置的振动作用下流动性增强，且均匀分布于铆接过程中形成的缝隙内，从而在实现嵌合的同时完成胶接，实现对金属板和碳纤维增强树脂基复合材料的连接。

4.一种利用权利要求1-3中任一项所述的纤维复合材料层合板无孔冲压胶铆连接方法的连接装置，其特征在于，其包括铆接冲头、超声波振动装置、铆接凹模和加热棒，所述铆接冲头的内部安装有加热棒，且所述铆接冲头与气液增压系统相连，所述铆接冲头的下端面连接所述热熔胶深坑铆钉，所述超声波振动装置中央安装所述铆接凹模，在进行铆接时，分别将所述铆接冲头、铆接凹模和热熔胶深坑铆钉的轴线重合。

5.根据权利要求4所述的纤维复合材料层合板无孔冲压胶铆连接方法的连接装置，其特征在于，在所述铆接冲头上采用功率100W模具单头电热管不锈钢干烧型加热棒。

6.根据权利要求5所述的纤维复合材料层合板无孔冲压胶铆连接方法的连接装置，其特征在于，选用的热熔胶深坑铆钉采用T型结构，所述热熔胶深坑铆钉的第一端面与铆接冲头的第二端面接触，在所述热熔胶深坑铆钉内部安置有固态热熔胶，所述热熔胶深坑铆钉的铆钉端盖与铆钉体的连接处设有45°倾斜段，铆钉体第一端的外侧为铆钉尖口，内侧为圆弧形铆钉刃口，选用的热熔胶为聚酰胺类热熔胶。

7.根据权利要求4所述的纤维复合材料层合板无孔冲压胶铆连接方法的连接装置，其特征在于，所述铆接凹模的第一端面的中央设置有W型凹槽，所述铆接凹模固定于超声波振动装置中。