[发明专利]一种金属材料表面与复合材料表面的粘接方法

说明书

本发明涉及一种金属材料表面与复合材料表面的粘接方法，属于金属材料表面与复合材料表面的粘接的技术领域。本发明利用激光技术替代传统人工有机溶剂+酸洗+水洗+烘干等方式，解决了人工操作强度大、过程质量难控制、产品一致性差、效率低、环境污染严重、损害人员健康等问题。本发明优化了激光加工工艺，简化了复杂的清洗流程，提高了金属材料与复合材料表面粘接强度。

技术领域

本发明涉及一种金属材料表面与复合材料表面的粘接方法，属于金属材料表面与复合材料表面的粘接的技术领域。

背景技术

复合材料主要由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀、热稳定好等优点，被广泛应用于制造飞机、卫星天线、大型运载火箭壳体、航天飞机结构件等领域。在实际应用中，复合材料需要与金属材料粘接成型，以提高产品性能。但由于铝合金、不锈钢等金属材料在经过机械加工后，表面易存在机加液、油污等，导致粘接强度低、产品胶接合格率低，因此需要对金属材料表面进行处理，以提高粘接强度。

传统处理方法主要采用有机溶剂、碱液分别对铝合金、不锈钢材料进行清洗，然后采用酸蚀法进行化学处理，最后用水清洗后进行烘干。清洗过程及酸膏配制、涂抹过程均为手工操作，存在操作强度大、过程质量难控制、产品一致性差、效率低、环境污染严重、损害人员健康等问题，迫切需要一种高效、高质量、对人员无健康危害、无环境污染的新型清洗技术。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种金属材料表面与复合材料表面的粘接方法，该方法克服了传统清洗方式的缺点，实现了高效、高质量、对人员无健康危害、无环境污染的新方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：

一种金属材料表面与复合材料表面的粘接方法，金属材料为铝合金材料或碳钢，复合材料为二氧化硅丁腈橡胶片，该方法通过激光器发射出的脉冲型激光束对金属材料表面进行清洗及毛化处理，

激光束的平均功率为1W-1000W，激光束的单脉冲能量为1mJ-10mJ，激光束的波长为266nm-1064nm，激光束的脉冲宽度为1ns-300ns，激光束的重复频率为10kHz-1MHz，激光束的聚焦光斑直径为40μm-200μm，激光束的扫描线宽为10mm-80mm，激光束的扫描速度为200-8000mm/s，激光束的出射点与金属材料表面的距离为80mm-200mm，毛化处理效率为0.5-3m²/h，得到的金属材料表面的粗糙度Ra为1.0-3.0μm，RPC为130-180；

进一步，激光束的平均功率为150-200W，激光束的单脉冲能量为1mJ，激光束的波长为1064nm，激光束的脉冲宽度为60-100ns，激光束的重复频率为150-200kHz，激光束的聚焦光斑直径为40-80μm，激光束的扫描线宽为10mm-80mm，激光束的扫描速度为200-5000mm/s，激光束的出射点与金属材料表面的距离为180mm；毛化处理效率为0.5-1.5m²/h，得到的金属材料表面的粗糙度为1.8-2.5μm，RPC为130-180。

进一步，激光束的平均功率为500-1000W，激光束的单脉冲能量为10mJ，激光束的波长为1064nm，激光束的脉冲宽度为100-300ns，激光束的重复频率为200-1MHz，激光束的聚焦光斑直径为100-200μm，激光束的扫描线宽为1mm-80mm，激光束的扫描速度为1000-8000mm/s，激光束的出射点与金属材料表面的距离为180mm；毛化处理效率为2-3m²/h，得到的金属材料表面的粗糙度为1.5-3.0μm，RPC为130-180。。

将得到的金属材料的粘结面与复合材料的粘结面均涂覆JX-9胶(上海橡胶制品研究所生产)，并将两个粘结面进行粘结，室温静置20-40min，完成金属材料与复合材料的粘结。