[发明专利]热塑性复合材料电阻焊接用焊料、其制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种热塑性复合材料电阻焊接用焊料、其制备方法及其应用。该焊料包括导电网格、热塑性树脂基体、电极组成。制备方法至少包括，将导电网格g1与热塑性树脂基体厚膜热压复合，使熔融的热塑性树脂基体渗入所述导电网格g1中，得到被热塑性树脂基体浸透的导电网格g2；将热塑性树脂基体薄膜覆盖在被热塑性树脂基体浸透的导电网格g2的表面，且在两端预留有未覆盖热塑性树脂基体薄膜的区域，获得表面复合了热塑性树脂基体层的导电网格g3；在导电网格g3的两端未覆盖热塑性树脂基体薄膜的区域压上电极，使电极完全覆盖两端没有热塑性树脂基体薄膜的区域。

技术领域

本发明属于热塑性树脂基复合材料制造技术，特别是涉及一种热塑性复合材料电阻焊接用焊料、其制备方法及其应用。

背景技术

碳纤维增强复合材料(CFRP)因具有高比强、高模量、优异的耐腐蚀性及抗疲劳性等优点，已超越传统金属材料成为新一代飞机用量最大的材料。目前航空工业使用的复合材料绝大多数为热固性树脂基复合材料，但是热塑性树脂基复合材料的应用范围近年来不断扩大，这主要是因为热塑性树脂基复合材料具有下列优势：

(1)高韧性，耐疲劳强度高，冲击损伤阻抗和冲击损伤容限都比热固性复合材料高；

(2)加工成型工艺简单，成型周期短、效率高；

(3)热塑性预浸料有近乎无限的储存期；

(4)材料容易实现回收利用，节约成本并对环境友好。

与热固性复合材料不同，热塑性复合材料的成型过程不涉及固化反应，主要是受热熔融-冷却固结的物理过程，并且可以重复数次。这一特点使得热塑性复合材料可以通过在零件之间引入电阻发热体，通电重新热熔-固结实现电阻焊接。而采用电阻焊接技术完成复合材料件之间的连接装配，具有以下显著优点：

(1)减少紧固件的用量，显著提高复合材料结构的减重效率，从而改善飞行性能，降低飞行成本；

(2)不需要制孔、锪窝，避免了这些机加工手段可能在复合材料件中引入应力集中点的风险；

(3)连接装配效率高，而且便于实现自动化，提高制造效率。

显然，热塑性树脂基复合材料可以采用焊接工艺进一步降低复合材料结构连接装配成本，这是热塑性复合材料应用于民机结构的巨大潜在优势。目前A340、A380机翼前缘，以及Gulfstream 650方向舵和升降舵等部件，都是采用焊接方式完成连接和装配的。而为了进一步提高热塑性复合材料焊接连接装配技术的适用范围，有必要研制一种能够匹配多种材料体系、适应多种结构特征的热塑性复合材料电阻焊接用焊料。

发明内容

(一)本发明的目的

提出一种热塑性复合材料电阻焊接用焊料、其制备方法及其应用，实现热塑性复合材料的电阻焊接连接装配，替代紧固件连接，提高减重效率和装配效率。

(二)技术方案

第一方面，提供了一种热塑性复合材料电阻焊接用焊料的制备方法，至少包括：

S110树脂基体浸渍导电网格：将导电网格g1与热塑性树脂基体厚膜热压复合，使熔融的热塑性树脂基体渗入所述导电网格g1中，得到被热塑性树脂基体浸透的导电网格g2；

S120表面复合树脂基体薄膜：将热塑性树脂基体薄膜覆盖在被热塑性树脂基体浸透的导电网格g2的表面，且在两端预留有未覆盖热塑性树脂基体薄膜的区域，获得表面复合了热塑性树脂基体层的导电网格g3；

S130压合电极：在导电网格g3的两端未覆盖热塑性树脂基体薄膜的区域压上电极，使电极完全覆盖两端没有热塑性树脂基体薄膜的区域。