[发明专利]一种复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接装置及方法

说明书

本发明公开了一种复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接装置，包括：定厚器，其可轴向移动的设置在所述复合材料圆管中，且所述定厚器的一端设置有第一通孔，另一端设置有与第一通孔相连通的开口容纳腔；其中，所述闭孔泡沫芯材设置在所述开口容纳腔中；上压头，其一端可移动的设置在所述开口容纳腔中且抵靠在所述闭孔泡沫芯材的一端，另一端穿过所述第一通孔；下压头，其卡合在所述复合材料圆管中且抵靠在所述定厚器的另一端；单向阀，其设置在所述下压头的轴心，用于向所述定厚器中注胶。本发明还公开了一种复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接方法，通过控制定厚器的旋转抽离速度和注胶速度，使胶层厚度尽可能均匀。

技术领域

本发明涉及复合材料圆管胶接连接技术领域，更具体的是，本发明涉及一种复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接装置及方法。

背景技术

自汽车轻量化技术发展以来，薄壁管就以其显著的耐撞性及吸能能力被广泛的应用于车身的各个部位，同传统金属薄壁管相比，复合材料薄壁管具有轻质、吸能、比吸能高等优点，然而其在变形过程中应力波动剧烈，且承受非轴向载荷的能力较弱，针对这一问题，许多工程中将泡沫或蜂窝等金属芯材填充进空心薄壁管内，其力学性能得到了有效的改善。

然而，泡沫填充复合材料薄壁管制备过程中最重要的是实现芯材与外薄壁管之间的有效结合，并在结合过程中尽量保证泡沫芯材结构的完整性。当泡沫芯材为闭孔结构时，考虑缩减成本及简化工艺，常采用胶接连接的形式。

胶接结合是指利用胶粘剂实现泡沫芯材与复合材料薄壁管内壁之间的连接。首先要对薄壁管内壁及芯材外壁进行打磨，以增大有效胶合面积。完成粘结后在室温或一定的温度下保温一段时间使胶层固化。然而，目前复合材料圆管胶接工艺还存在很大缺陷。先涂胶后填充，胶层会在填充过程中被破坏，且泡沫芯材外表孔洞内胶粘剂难以起到连接效果；先填充后涂胶，工艺难度大，且胶层厚度难以控制，容易不均匀。不管哪种加工顺序，由于复合材料对温热环境的敏感性及其管状结构，胶层固化时难以实现加温加压，且由于缺少有效的密封和减少溢胶措施，极易产生胶瘤，降低了连接强度。因此开发新的适用于复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接方法及装置是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的是设计开发了一种复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接装置，通过上压头和下压头的结合，实现闭孔泡沫芯材的固定，通过定厚器和单向阀的结合，实现了胶接表面前处理和胶接，同时避免了对复合材料薄壁管壁及泡沫芯材完整结构的破坏，提高了连接强度。

本发明还设计开发了一种复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接方法，通过控制定厚器的轴向抽离速度，进而控制注胶速度和胶层厚度，使胶层厚度更均匀。

本发明提供的技术方案为：

一种复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接装置，包括：

定厚器，其可轴向移动的设置在所述复合材料圆管中，且所述定厚器的一端设置有第一通孔，另一端设置有与第一通孔相连通的开口容纳腔，所述定厚器外壁和开口容纳腔的内壁均为喷砂处理；

其中，所述闭孔泡沫芯材设置在所述开口容纳腔中；

上压头，其一端可移动的设置在所述开口容纳腔中且抵靠在所述闭孔泡沫芯材的一端，另一端穿过所述第一通孔；

下压头，其卡合在所述复合材料圆管中且抵靠在所述定厚器的另一端；

单向阀，其设置在所述下压头的轴心，用于向所述定厚器中注胶。

优选的是，所述上压头包括：

压块，其为圆柱形结构且可移动的设置在所述开口容纳腔中，用于与所述下压头配合限制所述闭孔泡沫芯材的移动；

长轴，其与所述压块同轴垂直设置，且所述长轴可转动的穿过所述第一通孔。

优选的是，所述下压头还包括：