[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

说明书

本发明公开了一种金属与非金属材料激光冲击胶铆连接装置，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，并位于所述凹模的顶部；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；本装置能够实现接头的二次固化，提高接头质量。本发明还提供一种金属与非金属材料激光冲击胶铆连接方法。

技术领域

本发明涉及一种金属与非金属材料激光冲击胶铆连接方法，属于材料胶铆连接技术领域。

背景技术

塑料等非金属材料因其密度小、易成型等特点，满足了电子产品小、轻、便于携带的要求，因而得到广泛应用。电子元件不断发展革新，轻量化和小型化是必然的发展趋势。使用新型轻质材料固然是一方面，更先进的材料连接技术，也是影响轻量化的重要因素之一。近年来兴起的自冲铆、无铆钉铆接技术和粘接技术，非常有效地降低了材料接头的质量，推动了轻量化技术的发展。

然而，在小型元件中使用自冲铆使用的铆钉会给接头增加额外的质量并增大接头尺寸；无铆钉铆接接头存在金属的大变形和残余应力，在后续使用过程中容易造成接头的疲劳损伤；粘接剂在常温下延展性差，充分固化后呈现为脆性，容易造成接头的脆性断裂。因此，需要改进材料的连接方式，在实现轻量化的同时进一步提高接头的性能。

胶铆连接技术，是在无铆钉铆接技术的基础上，结合粘接技术所实现的。胶铆连接这一新工艺可以改善接头质量，在加热状态下铆接，可以加快胶粘剂固化，利于接头成形。这样的胶铆接头，既结合了铆接的高强度特性，也保持了粘接剂的吸能特性。但是胶铆在铆接过程中可能出现胶层破裂、脱粘等现象，需要进一步改进。激光冲击铆接的新技术，是利用激光冲击瞬时产生的极高能量，诱发爆炸产生等离子体作用于材料，使材料发生相应的变形。激光作用的时间极短，产生的爆炸粒子体可以充当无铆钉铆接的凸模。将上述连接技术相结合，可以作为非金属材料和金属材料连接的新方式。因此，激光冲击作用下的胶铆连接技术，可以对异种材料的接头性能有很大的提高。

发明内容

本发明设计开发了一种金属与非金属材料激光冲击胶铆连接装置，通过激光发生器与激光冲击层配合对板材进行铆接，并对初步得到的接头进行二次固化，能够克服现有金属与非金属材料连接困难、尺寸过大的问题，提高接头质量。

本发明还设计开发了一种金属与非金属材料激光冲击胶铆链接方法，通过对激光冲击得到的初步成型的接头进行加压、加热和降温处理，提高接头质量，克服接头尺寸过大易产生电腐蚀的问题。

本发明提供的技术方案为：

一种金属与非金属材料激光冲击胶铆连接，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，并位于所述凹模的顶部；

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基层上；

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；