[发明专利]一种碳纤维管与金属接头胶连接工艺及金属接头

说明书

本发明公开一种碳纤维管与金属接头胶连接工艺及金属接头，金属接头一端为与碳纤维管相连接的粘接端，另一端为非粘接端，粘接端前端设有第一环形凸台，后端设有第二环形凸台，第一环形凸台和第二环形凸台之间形成容胶间隙，第一环形凸台和第二环形凸台与碳纤维管的内壁相接触。本发明金属接头上设有容胶间隙，碳纤维管的管壁上设有注胶孔，金属接头插入碳纤维管内通过注胶孔直接向容胶间隙注入胶水，在金属接头与碳纤维管粘接过程中，碳纤维管与金属接头之间不会产生气泡，同时无需使用特殊设备，其胶粘效果可靠、工艺简单。该工艺除可应用于赛车碳纤维悬架横臂加工外，还可在其他的机器设备上应用，有着广阔的发展前景。

技术领域

本发明涉及碳纤维与金属的连接，具体涉及一种碳纤维管与金属接头胶连接工艺及金属接头。

背景技术

碳纤维复合材料具有比重小、刚度大、强度高、耐腐蚀等优点，广泛用于航空航天、医疗器械、体育器材中。许多大学生方程式(FSAE)车队开始寻求使用碳纤维材料制作悬架控制臂的工艺。但是碳纤维复合材料由于其自身特性使其在结构成型之后无法进行复杂的机械加工，必须使用一次成型的工艺或者利用特殊的连接工艺。专利CN108000900A提出了一种碳纤维控制臂结构成型的方法，但在成型的过程中需要用到特殊的模具，导致成本高且加工周期长。

为了降低成本、缩短工期，大学生方程式赛车领域大量使用将金属接头与碳纤维材料连接的工艺。该工艺充分利用了金属材料易加工、碳纤维材料比强度大的双重优点，制作出质量轻、强度高、成本低的组合机构。胶连接因对纤维破坏最小，产生的应力集中小；最后粘成一个件的总质量小；制作工艺简便、制作加工成本低，而被应用于金属接头与碳纤维材料连接工艺中。胶粘过程中对组合结构性能影响最大的是粘接剂中未排干净的气泡，当结构胶固化后这些气泡将形成空缺，严重降低组合结构的粘接面积并产生应力集中，导致组合结构十分容易被破坏。手工抹胶是组合结构提出来后最原始也最简单的胶粘工艺，具体方式是将碳纤维管材内部打磨之后，在金属接头上手工涂抹结构胶，并将金属接头旋入碳纤维管材的内部，该方法易产生气泡，且与操作者技术水平密切相关。为了解决手工涂胶十分容易造成气泡的问题，专利CN104479569A提出一种超声波振动辅助碳纤维悬架横臂胶连接工艺及装置，该方法通过超声波振动排除粘接过程中产生的气泡，能够解决胶粘过程中的气泡产生问题，但是需要特殊的设备，同时操作过程较为繁琐。

发明内容

为了解决现有技术存在的碳纤维管与金属接头连接过程中易产生气泡、胶粘工艺复杂的问题，本申请提供一种碳纤维管与金属接头胶连接工艺及金属接头。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

金属接头，所述金属接头一端为与碳纤维管相连接的粘接端，另一端为非粘接端，粘接端前端设有第一环形凸台，后端设有第二环形凸台，第一环形凸台和第二环形凸台之间形成容胶间隙，第一环形凸台和第二环形凸台与碳纤维管的内壁相接触。

更优地，容胶间隙处的金属表面加工有螺纹、直纹或网纹。

更优地，所述容胶间隙长度25-40mm，深度0.2-0.5mm。

更优地，所述第一环形凸台和第二环形凸台长度0.5-5mm。

一种碳纤维管与金属接头胶粘工艺，包括以下步骤：

(1)制作注胶孔：在碳纤维管与金属接头连接端的管壁上钻孔形成注胶孔；

(2)去除碳纤维管连接区域的树脂层；

(3)清洗碳纤维管和金属接头；

(4)将金属接头与碳纤维管插接形成组合结构；

(5)从碳纤维管的注胶孔注入胶水；

(6)胶水固化，组合结构胶粘成型。