纤维热塑复材管与铝合金管的接合方法技术

本发明专利技术提供一种纤维热塑复材管与铝合金管的接合方法，其步骤包含：提供一铝合金管与一热塑复材管，该铝合金管一端具有一接头，该热塑复材管一端具有一插入部；套接该铝合金管与该热塑复材管，使该插入部穿入该接头内，使该铝合金管具有一段与该热塑复材管重叠的交叠区；以及于该交叠区进行一激光辅助接合而形成至少一焊道，以焊接该铝合金管与该热塑复材管。管。管。

【技术实现步骤摘要】
纤维热塑复材管与铝合金管的接合方法


[0001]本专利技术为一种纤维热塑复材管与铝合金管的接合方法，特别是有关于一种应用激光辅助金属及塑材接合方法于金属/纤维热塑复材的异材接合方法。

技术介绍

[0002]传统热固复材(FRP)为非循环再用材料、预浸布需冷藏、固化后具高拉力强度，但固化后几难成形，破坏时瞬间破断，几无变形缓冲时间。制作时以堆栈方式为之，难快速生产及自动化，既耗人力亦耗时，且难以射出成形。
[0003]传统热固热塑复材与铝合金管件，例如自行车结构件的接合，目前通常以胶合技术行之；而胶合技术仰赖人力甚巨，且耗时，较难自动化。未来若结构用纤维热塑复材切入自行车结构件产业构件的应用，其将限于使用常温双液型结构胶合剂，其达可耐高荷载的胶合固化时间需达24h以上，商制时间甚长。目前，以自行车构件产业为例，即铝合金与铝合金的构件的接合仍大多使用电弧焊接制程，其结构件焊后需作热处理，尚未切入激光焊接的应用产制，更遑论铝合金管件与纤维热塑复材管件的应用激光辅助金属及塑材接合方法，且国际上也未见有纤维热塑复材于自行车负荷管结构件的商用，亦未见有应用上述焊接方法(如激光辅助金属及塑材接合方法)，于自行车结构件的接合产制。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种纤维热塑复材管与铝合金管的接合方法，应用激光辅助金属塑材接合技术，于热塑复材管与铝合金管的接头上焊接至少一环管或直线焊道，以快速接合。
[0005]为达成上述目的，本专利技术提供一种纤维热塑复材管与铝合金管的接合方法，其步骤包含：提供一的铝合金管与一纤维热塑复材管，该铝合金管一端具有一接头，该纤维热塑复材管一端具有一插入部；套接该铝合金管与该纤维热塑复材管，使该插入部穿入该接头内，使该铝合金管具有一段与该纤维热塑复材管重叠的交叠区；以及于该交叠区进行一激光辅助接合而形成至少一焊道，以焊接该铝合金管与该纤维热塑复材管。
[0006]在一些实施方案中，铝合金管的材料为AA6061。
[0007]在一些实施方案中，该激光辅助接合的焊道为二道，且其焊道与焊道之间的间距为10mm至20mm。
[0008]在一些实施方案中，该激光辅助接合的焊道是于交叠区形成环绕该铝合金管的该接头的全周焊接或平行于该铝合金管中心轴方向的直线焊接。
[0009]在一些实施方案中，该直线焊接的焊道长度为10 mm至20 mm。
[0010]在一些实施方案中，该直线焊接是于该交叠区径向分四道施焊，分别为12点钟方向、3点钟方向、9点钟方向及4点钟方向各一道。
[0011]在一些实施方案中，该铝合金管与该纤维热塑复材管重叠的表面进一步进行粗化处理。
[0012]在一些实施方案中，该铝合金管与该纤维热塑复材管套接前，于将重叠的表面预先涂布一胶合剂。
[0013]在一些实施方案中，该铝合金管与该纤维热塑复材管重叠的表面包含一平面，该平面于该铝合金管与该纤维热塑复材管套接前，于将重叠的表面预先涂布一胶合剂。
[0014]在一些实施方案中，上述使用胶合剂的态样，可于该胶合剂未固化前即进行该激光辅助接合。
[0015]在一些实施方案中，所述胶合剂包含热固胶。
[0016]本专利技术的至少具有下列特点：本专利技术的提露的激光辅助金属及塑材接合方法可适于自动焊接的产制，且可不用胶合剂。本专利技术的纤维热塑复材于结构件上的应用，特别是可应用在自行车荷载构件。应用激光辅助金属及塑材接合技术于铝合金管，如：AA6061T6，与纤维热塑复材，如：纤维热塑复材管，自行车构件接合，无需应用耗工耗时，大幅提升接合效率和时效，如有以胶合剂补强，并可节省胶合剂的成本，尤于未来电动自行车铝(Al)与纤维热塑复材异材应用市场大幅发展需求上，极具潜力。本专利技术直接应用AA6061T6铝合金对纤维热塑复材且应用激光辅助金属及塑材接合，焊后不用热处理，仍具优异接合性能，并可于实体构件应用。本专利技术克服传统自行车界，因焊件焊后需热处理，而不会直接使用铝合金T6材料，因此本专利技术将节省大幅焊后热处理的设备投资、制程和时间成本。
附图说明
[0017]图1为本专利技术一实施例的纤维热塑复材管与铝合金管的接合方法的步骤流程图；图2为本专利技术一实施例的电射辅助接合示意图；图3为本专利技术一实施例的应用于自行车车架的纤维热塑复材管与铝合金管的接合前示意图；图4为图3接合后示意图；图5A为本专利技术一实施例的纤维热塑复材管与铝合金管的焊道态样示意图；图5B为图5A的沿着5B
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5B割面线的移转剖面图；图5C为图5A的沿着5C
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5C割面线的移转剖面图；图6A为本专利技术一实施例纤维热塑复材管与铝合金管的圆形断面示意图；图6B为图6A的沿着6B
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6B割面线的移转剖面图；图7A为本专利技术一实施例的纤维热塑复材管与铝合金管的断面包含一平面的示意图；以及图7B为图7A的沿7B
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7B割面线的移转剖面图。
[0018]图中：1,1a,1b,1
’
: 铝合金管11,11a,11b: 接头2,2a,2b,2
’
:纤维热塑复材管21,21a,21b: 插入部3,3a,3b,3
’
: 交叠区4,4a,4b,5a,5b,6a,6b,6c,6d: 焊道A:激光接合设备
B: 激光束F:自行车车架G:接合胶L:长度S:间距P:平面S11至S13:纤维热塑复材管与铝合金管的接合步骤。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0020]请参照图1至图4所示。本实施例的纤维热塑复材管与铝合金管的接合方法的步骤：步骤S11：提供一铝合金管1与一纤维热塑复材管2，该铝合金管1一端具有一接头11，该纤维热塑复材管2一端具有一插入部21。值得一提的是，前述该铝合金管的材料可为AA6061，在一实施例中，上述AA6061已经由热处理，例如：T6热处理。该纤维热塑复材管2可应用申请人的中国台湾证书号数TW I721488 B的“热塑复材之制造装置及方法”制成，传统纤维热固复材(以下简称热固复材)为非环保材料，难回收重用，预浸布需冷藏，制作工时长，射出成形困难，材料破坏时呈瞬间破坏，几无缓冲余裕及时间。相较于热固复材为非循环再用材料，热塑复材具备可回收再利用，预浸材料无需冷藏，固化后加温成形性佳等优点，且断面可异形及多样化，可射出，成形时间约为热固复材的10%，产制成本较热固复材低，破坏时不马上破坏，存有缓冲余裕及时间。在一实施例中，纤维热塑复材管2中的纤维为碳纤维。
[0021]步骤S12：套接该铝合金管1与该纤维热塑复材管2，使该插入部21穿入该接头11内，使该铝合金管1具有一段与该纤维热塑复材管2重叠的交叠区3。
[0022]步骤S13：以一激光接合设备A于该交叠区3照射一激光束B，以进行一激光辅助接合(Laser Assis本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维热塑复材管与铝合金管的接合方法，其特征在于，包含以下步骤：提供一铝合金管与一纤维热塑复材管，该铝合金管一端具有一接头，该纤维热塑复材管一端具有一插入部；套接该铝合金管与该纤维热塑复材管，该插入部穿入该接头内，以使该铝合金管具有一段与该纤维热塑复材管重叠的一交叠区；以及于该交叠区进行一激光辅助接合而形成至少一焊道，以焊接该铝合金管与该纤维热塑复材管。2.如权利要求1所述的纤维热塑复材管与铝合金管的接合方法，其特征在于，该铝合金管的材料为已热处理的AA6061。3.如权利要求1所述的纤维热塑复材管与铝合金管的接合方法，其特征在于，该激光辅助接合的焊道为二道，且其焊道与焊道之间的间距为10mm至20mm。4.如权利要求1所述的纤维热塑复材管与铝合金管的接合方法，其特征在于，该激光辅助接合的焊道是于该交叠区中形成环绕该铝合金管的焊道。5.如权利要求1所述的纤维热塑复材管与铝合金管的接合方法，其特征在于，该激光辅助接合的焊道是于该交叠区中形成平行于该铝合金管中心轴方向的焊道。6.如权利要求5所述的纤维热塑复材管与铝合金管的接合方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜志华，洪博煜，庄志宇，魏嘉民，王俊杰，
申请(专利权)人：财团法人金属工业研究发展中心，
类型：发明
国别省市：