[发明专利]一种金属/塑料管全位置热连接的可定位弹性内撑结构

说明书

本发明涉及一种金属/塑料管全位置热连接的内撑结构，属于异种材料连接技术领域。为解决现有金属/塑料管装配结构全位置热连接中管内部支撑力较弱、界面压力较低、紧固性较差，且无法实现多道连接定位支撑等问题，本发明提供了一种金属/塑料管全位置热连接的可定位弹性内撑结构，第一定位螺母、第一传力导管、空心弹性内撑、第二传力导管和第二定位螺母依次连接并套在螺杆上，通过控制定位螺母与传力导管长度实现对金属/塑料管状装配结构内任意待连接位置管内支撑紧固，通过调节两个定位螺母间距实现空心弹性内撑的膨胀与收缩。本发明提升了连接区管状结构内部的支撑力、界面压力和紧固性，实现金属/塑料管状装配结构的有效热连接。

技术领域

本发明属于异种材料连接技术领域，尤其涉及一种金属/塑料管全位置热连接的内撑结构。

背景技术

近年来，异种轻质材料的连接作为航空航天、机车行业等先进制造领域实现轻量化的重要途径，逐渐成为材料制造领域发展的重要方向。工程塑料具有高的比强度、耐蚀性、耐冲击等优势已成为进一步实现轻量化的工程应用可替换材料，并广泛应用于工业主要承力部件中。工程塑料与金属材料的连接，对推进轻量化实现的进程及异种先进材料复合结构的应用具有极大的优势与前景。两种材料连接接头的高强度与接头形式的多样性是实现金属/塑料连接工程化、产业化的关键，也是契合轻量化发展的必然趋势。

金属/塑料的热物理性能及微观结构差异比较大，这极大的限制两者的连接方法及高质量连接接头的形成。传统的金属/塑料的连接方法主要是机械铆接与胶接，这两种方法不限于接头形式且结合强度较高，但铆接采用铆钉增重限制轻量化的达成，且密封性较差，胶接会出现胶液老化现象且对应用环境要求较高。金属/塑料的热连接工艺因不附加增重结构件且接头密封性较好，逐渐成为国内外研究的热点。如“一种适用于金属与聚合物之间的搅拌摩擦焊接方法”的中国专利申请号(201910225037.7)，采用金属/塑料板材搭接形式，利用热传导的方式，实现了金属/塑料的热连接。另外，“一种基于超声波辅助的塑料/金属连接成型方法”的中国专利申请号(20191044783.9)采用超声波及界面压力的作用，通过促进界面机械嵌合的形式实现了金属/塑料热连接的结合强度的进一步提高。

然而，目前关于金属/塑料的热连接研究主要集中于平板工艺连接，接头形式单一。而工程应用结构中管状结构居多，相比于金属/塑料平板结构的热连接，管状装配结构难度更大，简单的照搬金属/塑料平板热连接的工艺方法难以实现金属/塑料管状结构的有效连接。金属/塑料管状装配结构热连接时，为适应两种材料的热物理性能且保证两者可连接性，通常采用塑料管外套接金属管，保证两者的紧固配合，采用热导连接形式进行连接。但相比于平板连接，管状装配结构内部悬空，无法提供紧固界面的界面压力，使受热熔化的塑料受全位置连接的离心力、自身重力及界面热缺陷的作用于金属材料分离，难以实现金属/塑料管状装配结构的有效全位置热连接。

发明内容

为解决上述现有金属/塑料管装配结构全位置热连接中管内部支撑力较弱、界面压力较低、紧固性较差，且无法实现多道连接定位支撑等问题，本发明提供了一种金属/塑料管全位置热连接的可定位弹性内撑结构。

本发明的技术方案：

一种金属/塑料管全位置热连接的可定位弹性内撑结构，包括螺杆、第一定位螺母、第一传力导管、空心弹性内撑、第二传力导管和第二定位螺母，所述第一定位螺母、第一传力导管、空心弹性内撑、第二传力导管和第二定位螺母依次连接并套在螺杆上，通过控制定位螺母与传力导管长度实现对金属/塑料管状装配结构内任意待连接位置管内支撑紧固，通过调节两个定位螺母间距实现空心弹性内撑的膨胀与收缩。

优选的，所述空心弹性内撑包括导向套和多个弹簧钢片，所述多个弹性片均匀环形排列，弹性片两端分别固定在两个导向套上，膨胀后形成灯笼形状的空心弹性内撑。

优选的，所述空心弹性内撑的弹性片为S型。