[发明专利]热塑性复合材料的焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种热塑性复合材料的焊接方法。

背景技术

目前，热塑性复合材料主要采用电阻植入焊、电磁感应焊和超声波焊接等方法完成焊接。其中，电阻植入焊工艺简单、设备灵活、无需表面处理，但是在焊接过程中，焊接头会引入杂质，从而降低了焊接头的疲劳性能和电气性能的均匀性；电磁感应焊可以进行连续的焊接，但是，其存在植入材料成本高、填充材料影响焊接强度、难以焊接具有复杂焊接面的结构等问题；超声焊具有焊接效率高、接头强度高等优点，但是其存在导能筋制作困难和一次可焊接面积小的局限。

激光焊接具有工艺简单、成本低廉、加热速度快、穿透能力强、热影响区小，接头强度高、成分均匀等优点，并可完成一次性大面积焊接，但是，在利用激光进行热塑性复合材料的焊接过程中，由于激光的相对温度较高，热塑性复合材料的熔点相对较低，往往会造成热塑性复合材料熔融区域过大致使塑性材料变形现象的发生，从而导致激光焊接无法顺利进行或焊接质量较差。

发明内容

本发明提供了一种热塑性复合材料的焊接方法，解决了采用激光进行热塑性复合材料的焊接而造成的焊接过程无法顺利进行或焊接质量差的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种热塑性复合材料的焊接方法，包括以下步骤：

S1：将第一工件的待焊面和第二工件的待焊面进行预处理，其中，所述第一工件为热塑性复合材料，所述第二工件为热塑性复合材料或金属材料；

S2：将所述第一工件的待焊面和所述第二工件的待焊面拼接在一起并固定，得到待焊组合体，其中，所述待焊组合体中存在金属材料；将激光聚焦后在所述待焊组合体中的金属材料表面按照预设路径扫描，完成焊接过程。

在其中一个实施例中，所述第二工件为金属材料时，

S2包括以下步骤：将所述第一工件的待焊面和所述第二工件的待焊面拼接在一起并直接固定，得到待焊组合体；将激光聚焦后在所述第二工件的表面按照预设路径扫描，扫描完毕后，关闭所述激光，完成焊接过程。

在其中一个实施例中，所述第二工件为热塑性复合材料时，

S2包括以下步骤：将所述第一工件的待焊面和所述第二工件的待焊面拼接在一起，然后在拼接区域的两侧贴合金属过渡件，并将所述金属过渡件、所述第一工件和所述第二工件固定，得到待焊组合体；将激光聚焦后在所述待焊组合体中的金属过渡件表面按照预设路径扫描，扫描完毕后，关闭所述激光，完成焊接过程。

在其中一个实施例中，在所述拼接区域的两侧贴合金属过渡件之前，还包括以下步骤：

将金属过渡件的表面打磨毛化，并清洗干燥。

在其中一个实施例中，所述金属过渡件的厚度为1mm～10cm。

在其中一个实施例中，所述第一工件的预处理步骤为：将所述第一工件的待焊面清洗干净并干燥；

所述第二工件为热塑性复合材料时，所述第二工件的预处理步骤为：将所述第二工件的待焊面清洗干净并干燥；

所述第二工件为金属材料时，所述第二工件的预处理步骤为：将所述第二工件的待焊面打磨毛化，清洗干净并干燥。

在其中一个实施例中，所述热塑性复合材料为纤维增强的热塑性树脂基复合材料。

在其中一个实施例中，所述热塑性复合材料为碳纤维、硼纤维、石墨纤维或碳化硅增强的PE-聚乙烯、PVC-聚氯乙烯、PS-聚苯乙烯、PA-聚酰胺、POM-聚甲醛、PC-聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜或橡胶。

在其中一个实施例中，所述第一工件和所述第二工件的固定包括以下步骤：

通过夹具将所述第一工件和所述第二工件进行固定，并通过所述夹具对所述第一工件和所述第二工件施加一定压力。

在其中一个实施例中，所述第一工件和所述第二工件的拼接方式为搭接、对接或角接。

本发明的有益效果如下：