[发明专利]一种铝合金与CFRP柔性磁脉冲焊接设备及焊接方法

说明书

本发明公开了一种铝合金与CFRP柔性磁脉冲焊接设备及焊接方法，所述磁脉冲铆焊接设备整体呈鹅颈式，所述磁脉冲铆焊接设备包括铆焊接枪柄，所述铆焊接枪柄的输出端固定有鹅颈式连接管，所述鹅颈式连接管的输出端固定有保护嘴；所述保护嘴内安装有线圈和集磁器，所述集磁器位于线圈的外侧端，所述铆焊接枪柄和鹅颈式连接管内设置有电线，所述电线外侧端连接外部电源，所述电线内侧端通过电容连接线圈和集磁器；所述铆焊接枪柄上还安装有放电复位开关组件，所述放电复位开关组件位于铆焊接枪柄的下方，所述放电复位开关组件包括开关按钮和复位弹簧。本发明具有适应工业复杂环境，高效制备产品的优点。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种铝合金与CFRP柔性磁脉冲焊接设备及焊接方法。

背景技术

能源紧缺及环境污染带来的巨大压力，各工业领域都将结构轻量化作为提高竞争力的重要手段之一。轻质合金如铝合金的广泛应用和CFRP材料的特点，在实际生产中两种材料的的混合结构会大量出现在器件当中。由此诞生的CFRP和轻金属铝合金的连接成为当前异种材料连接的重要问题。现有的两者间的连接方法有：胶接，机械连接及其两种兼有的混合连接。胶接存在一定的老化问题。在复杂工况环境不适用；机械连接范围限制大，造成截面突变和表面质量等问题，在动载荷和疲劳载荷部位尤为影响。

为了解决这类问题，提出了一种绿色环保的磁脉冲焊方法，将工件高速撞击达到射流使工件塑形变形紧密接触，原子通过相互扩散得到良好的接头。焊接速度快，电容器组充电只需十几秒，生产效率高，而且焊接接头牢固，稳定且可靠。

但是现有的电磁脉冲焊多是用于加工尺寸小的薄板或是管件，由于可以实现对异种材料板材的焊接，因此在航空航天、汽车领域得到了广泛的使用，但是现有技术的电磁脉冲焊不能够对大尺寸复杂板件及曲面进行加工，这是因为磁脉冲设备限制问题，现有只能在教学、科研及生产小尺寸的板件或是管件领域应用。因此，对于工艺领域铝合金与CFRP的连接还是采用的传统的机械连接和胶接。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种铝合金与CFRP柔性磁脉冲焊接设备及焊接方法，该设备及方法能够对大尺寸复杂板件铝合金与CFRP进行磁脉冲铆焊接，通过工艺的调整，利用该磁脉冲铆焊接设备就能够对大尺寸复杂板件及曲面铝合金与CFRP进行铆焊接，用于解决其中的铝合金与CFRP复合结构的传统制造技术存在强度差、自动化程度低的难题，及现有的设备的磁脉冲设备连接铝合金与CFRP工业应用局限性问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种铝合金与CFRP柔性磁脉冲焊接设备，所述磁脉冲铆焊接设备整体呈鹅颈式，所述磁脉冲铆焊接设备包括铆焊接枪柄，所述铆焊接枪柄的输出端固定有鹅颈式连接管，所述鹅颈式连接管的输出端固定有保护嘴。

进一步的，所述保护嘴内安装有线圈和集磁器，所述集磁器位于线圈的外侧端，所述铆焊接枪柄和鹅颈式连接管内设置有电线，所述电线外侧端连接外部电源，所述电线内侧端通过电容连接线圈和集磁器。

进一步的，所述铆焊接枪柄上还安装有放电复位开关组件，所述放电复位开关组件位于铆焊接枪柄的下方，所述放电复位开关组件包括开关按钮和复位弹簧，所述复位弹簧固定于开关按钮的内侧，所述开关按钮用于驱动断路器，所述断路器安装于电线上。

一种铝合金与CFRP柔性磁脉冲焊接设备的焊接方法，包括以下步骤：

S1、工件准备，S2、工装准备，S3、预处理，S4、磁脉冲铆焊接；

所述S3中的预处理为：将CFRP板利用水切割设备开第一预置孔；在预处理后，CFRP板上有第一预置孔的一端与被连接的Al飞板和Al衬板相搭接，形成搭接结构件，再通过磁脉冲铆焊接设备进行焊接。

更进一步的，所述Al飞板上开设有第二预置孔，所述Al衬板开设有预置槽，所述第一预置孔与第二预置孔、预置槽相对应，所述第一预置孔与第二预置孔的中部向内凸起形成弧形面。