【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接，特别涉及一种基于碳纤维毡薄膜的热塑性复合材料电阻焊接方法。公开了一种基于碳纤维毡复合型薄膜改善接头力学性能的热塑性复合材料电阻焊接方法。
技术介绍
1、先进复合材料是指由高性能连续纤维与聚合物复合并通过特定的工艺制备的多相材料，具有轻质高强高模、耐高温、抗疲劳、可设计及尺寸稳定性等特性，已取代航空铝材成为航空航天主承力结构的重要材料。复合材料零件之间或者复合材料与金属零件之间传统的连接方法包括: 机械连接、胶接和混合连接三种方法。复合材料机械连接具有易于质量控制、便于装卸、安全可靠、强度分散性小、载荷传递性能好等优点；同时也存在由于开孔引起应力集中、连接效率低以及增加紧固件重量等缺点；机械连接一般会使结构件增重20%左右。胶接是借助胶粘剂将零件连接成不可拆卸的整体，不同于机械连接，胶接连接无需开孔，且具有效率高、结构重量轻的优点，非常适合异形、异质、薄壁、复杂的零件的连接。但胶接质量控制比较困难；固化时间长；胶接接头性能易受环境的影响；胶接后一般不可拆卸。为了克服复合材料胶接工艺和机械连接存在的问题，近年来兴起了复合材料焊接技术。具体是将电、光、电磁、超声等能量转变成的热量，对两种或两种以上同种或异种材料加热使母材熔化或者发生塑性变形，通过原子或分子之间的扩散和结合连接成一体的工艺。
2、其中电阻焊接具有设备简单、易于操作、接头可靠等特点，近些年来倍受关注。但是在电阻焊接过程中由于空气导热性差，出现了难以克服的“边缘效应”，即焊接界面边缘处的温度在较长焊接时间内会大大高于焊接界面内部的温度，从而导
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为解决焊接输入能量加大时，焊接过程中界面热量不均匀的问题，特提供了一种基于碳纤维毡薄膜的热塑性复合材料电阻焊接方法。
2、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于碳纤维毡复合型薄膜改善接头力学性能的热塑性复合材料电阻焊接方法，本专利技术解决技术问题的主要途径是通过利用拥有良好传热和导电性能的碳纤维毡作为使树脂均匀熔融的传热器以及强化接头力学性能的增强体，将其镶嵌在固化的树脂薄膜中间用来代替传统的纯树脂薄膜以达到热量传递均匀化和增强接头界面强度的效果。本专利技术的碳纤维毡增强的电阻焊树脂熔接头力学强度优异，实施过程简单高效快捷、绿色环保、成本极低，在航空、航天等复合材料连接领域具有广泛的应用前景。
3、本专利技术提供了一种基于碳纤维毡薄膜的热塑性复合材料电阻焊接方法，包括如下步骤：
4、步骤一：采用延流法在铝制容器中将裁剪好的碳纤维毡包裹在树脂中，固化形成一定厚度的新型复合型薄膜；
5、步骤二：施加0.5mpa的压力将金属丝网发热元件封装在两层新型复合型薄膜内部，组合成为新型电阻焊接植入体，并将该新型植入体放在待焊接热塑性复合材料搭接接头中间；
6、步骤三：施加压力在搭接接头上；
7、步骤四：将电源夹头夹在新型植入体两侧进行加热焊接；
8、步骤五：断开电源，待接头冷却，拆下焊接试件。
9、所述步骤二中的金属丝网为不锈钢网、镍铬合金丝网、铁铬合金丝网、镍铜合金丝网中的一种；
10、所述金属丝的丝径为0.03-0.25mm，孔径为0.03-0.7mm，优选金属丝网为不锈钢网，丝径为0.1mm，孔径为0.16mm。
11、所述植入体尺寸为30mm*5mm-50mm*10mm，优选植入体尺寸为50mm*7mm。
12、所述热塑性复合材料为纤维增强的热塑性树脂基复合材料，其中纤维选用玻璃纤维、碳纤维。
13、所述的步骤一的具体操作为：采用n,n-二甲基乙酰胺溶解封端热塑性树脂粉末，再将溶液注入装有碳纤维毡的铝制容器中，在100℃烘箱中蒸发溶剂形成包裹碳纤维毡的热塑性树脂薄膜。
14、所述树脂选用与所要焊接复合材料基体一致的热塑性树脂，包括聚乙烯聚乙烯、聚苯硫醚、聚丙烯、聚醚酰亚胺、聚醚酮、聚芳醚酮和聚醚醚酮，所述树脂薄膜厚度为0.1-0.5mm。
15、所述步骤四的焊接过程中，焊接时间为30s-180s，其中最佳焊接效果的焊接时间为120s。
16、本专利技术的有益效果为：
17、本专利技术采用延流法制作的包裹碳纤维毡的树脂薄膜，碳纤维毡的加入改善了焊接过程中界面热量不均匀的问题，由于其良好的传热和导电性能，本专利技术中把碳纤维毡作为使树脂均匀熔融的传热器以及强化接头力学性能的增强体，包裹碳纤维毡的树脂薄膜相比于纯树脂薄膜可以达到热量传递均匀化和增强接头界面强度的效果。
18、本专利技术采用延流法制作的包裹碳纤维毡的树脂薄膜，进而制备碳纤维毡复合型薄膜增强的电阻焊树脂熔接头，具有焊接工艺简单、无需昂贵的设备、绿色环保等优点；另外电阻加热元件植入体保留在接头内部，采用二次通电的方式能够进行焊接接头的拆卸修复和二次焊接。
19、绝缘热塑性纤维预浸料在熔融焊接加压过程中能够保持更好的完整性，有助于保护加热元件电流和产生的热量不损失，提高焊接效率。
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1.一种基于碳纤维毡薄膜的热塑性复合材料电阻焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于碳纤维毡薄膜的热塑性复合材料电阻焊接方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的基于碳纤维毡薄膜的热塑性复合材料电阻焊接方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的基于碳纤维毡薄膜的热塑性复合材料电阻焊接方法，其特征在于：
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8.根据权利要求1所述的基于碳纤维毡薄膜的热塑性复合材料电阻焊接方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种基于碳纤维毡薄膜的热塑性复合材料电阻焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于碳纤维毡薄膜的热塑性复合材料电阻焊接方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的基于碳纤维毡薄膜的热塑性复合材料电阻焊接方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的基于碳纤维毡薄膜的热塑性复合材料电阻焊接方法，其特征在于：
...【专利技术属性】
技术研发人员：董佳鹏，赵伟，赵万祺，马广璐，梅寒，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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