[发明专利]一种金属与非金属材料激光冲击胶铆连接装置及方法

权利要求书

1.一种金属与非金属材料激光冲击胶铆连接方法，其特征在于，所述的金属与非金属材料激光冲击胶铆连接装置，包括：

凹模；

压边圈，其设置在所述凹模的顶部；

激光冲击层，其设置在所述压边圈内；

激光发生器，其支撑设置在所述压边圈的顶部；

至少一个第一连接孔，其开设在所述激光冲击层上；

至少一个第二连接孔，其开设在所述压边圈顶部；

至少一根连接管，其一端依次穿过所述第二连接孔和所述第一连接孔后设置在所述凹模内；

压力调节机构，其与所述连接管的另一端相连通，用于向所述连接管内输送气体；

冷却水腔，其设置在所述凹模的下部；

加热器，其设置在所述凹模的外部；

其中，所述激光发生器、所述压边圈、所述激光冲击层以及所述凹模的中心线均位于同一直线上；

金属板材层，其设置在所述凹模上；

非金属板材层，其设置在所述金属材料层上；

胶粘剂层，其设置在所述金属材料层和所述非金属材料层之间；

其中，所述压边圈设置在所述非金属材料层上；

所述第一连接孔和所述第二连接孔的数量均为两个，并对称设置，所述连接管的数量为两根；

所述两个第一连接孔之间的距离小于所述凹模型腔的宽度；

所述激光冲击层包括：

吸收层，其设置在所述非金属板材上；

约束层，其设置在所述吸收层上；

所述金属板材层的材质为铝板，所述非金属板材层的材质为塑料板；

所述的金属与非金属材料激光冲击胶铆连接方法，包括：

步骤一、将待铆接板材放置在凹模上，进行初步固化；

步骤二、启动激光发生器，在常压下进行激光冲击铆接后，得到初步成型的铆接板材；

步骤三、对所述初步成型的铆接板材加热，使粘接剂融化，向型腔内充入惰性气体，使融化后的粘接剂在惰性气体的压力下充分流动，得到成型的铆接板材；

步骤四、通过冷却水腔对所述成型的铆接板材进行降温，使胶粘剂二次固化，冷却后得到成品铆接板材；

所述成型的铆接板材通过冷却水进行降温，并通过调节冷却水的流量控制胶粘剂层的固化时长，所述冷却水的流量调节经验公式为：

其中，T_H为环境温度，T_R为非金属板材的温度，T_W为冷却水的初始温度，T_L为铝板的温度，h为胶层厚度，P₀为型腔内初始压力，P_max型腔内的最大压力，P_min为型腔内的最小压力，Q_v为设定的基础冷却水流量。

2.根据权利要求1所述的金属与非金属材料激光冲击胶铆连接方法，其特征在于，所述待铆接板材包括：钢板层、铝板层以及胶粘剂层。

3.根据权利要求2所述的非金属材料激光冲击胶铆连接方法，其特征在于，所述钢板层和所述铝板层均为正方形结构，且边长为60mm，所述胶粘剂层的厚度为0.5mm。