[发明专利]轻质合金与树脂基复材的搅拌摩擦与超声复合焊接方法

权利要求书

1.一种轻质合金与树脂基复材的搅拌摩擦与超声复合焊接方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤1：将轻质合金中与树脂基复合材料接触的表面进行机械处理或电化学处理，使其表面形成多孔层结构或增加表面粗糙度；

步骤2：将轻质合金作为上板、树脂基复合材料作为下板、将碳纳米管复合材料薄膜作为中间层，并采用夹具固定在工作台上；选择合适的外部辅助加热静止轴肩，保证外部辅助加热静止轴肩与搅拌头轴肩间的距离为0.05～0.5mm；

步骤3：将超声系统中的超声换能器固定于超声变幅杆上，超声变幅杆与下板底面接触；

步骤4：将外部辅助加热静止轴肩加热到一定温度后，搅拌头以50～10000rpm的速度转动，同时以0.1～10mm/min的速度下扎，当搅拌针端面距离上板的下表面0.05～1.5mm时停止下扎，只保持旋转运动；

步骤5：当外部辅助加热静止轴肩与上板接触后开启超声振动系统，在下板底面施加超声，超声变幅杆随着搅拌头同步移动，保持二者中心轴线始终重合；

步骤6：当搅拌头轴肩与上板接触后停留3～120s，使轻质合金达到塑性状态且界面处复合材料熔化，随后搅拌头以5～1000mm/min的速度沿焊缝方向移动，直至焊接完毕为止；焊接过程中搅拌针只作用于上板即未扎透上板。

2.根据权利要求1所述的轻质合金与树脂基复材的搅拌摩擦与超声复合焊接方法，其特征在于：所述碳纳米管复合材料薄膜质量分数为0.1～5％、厚度范围为0.1～1.5mm，以保证界面处有足够熔化的基体以及足够数量的碳纳米管。

3.根据权利要求1所述的轻质合金与树脂基复材的搅拌摩擦与超声复合焊接方法，其特征在于：所述外部辅助加热静止轴肩可加热至为50～800℃，根据具体材料进行设定。

4.根据权利要求1所述的轻质合金与树脂基复材的搅拌摩擦与超声复合焊接方法，其特征在于：所述超声振动功率为60～2000W，振幅为15～55μm，可根据焊接材料选取合适的超声频率。

5.根据权利要求1所述的轻质合金与树脂基复材的搅拌摩擦与超声复合焊接方法，其特征在于：所述下板还可以是热塑性复合材料或者带有热塑性层的热固性复合材料。