本發明涉及超聲輔助粘結工藝，基于超聲分子操控原理實現，其屬于超聲應用領域及機械加工領域。

背景技術：
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隨著機械加工與材料科學的快速發展，粘結技術已成為20世紀70年代以來的重要連接技術之一，在國民經濟各個領域尤其是當代的航空、航天技術中，發揮著重要的作用。理想的粘結工藝必須具有以下特點：保證被粘物的強度，提高粘結部的疲勞壽命。粘結特別適用于不同材質、不同厚度，尤其是超薄材料和復雜結構件的連接。粘結工藝優點在于其簡單易行，然而，連接強度的進一步提高，是現今該技術所面臨的挑戰。

因此，確有必要對現有技術進行改進以解決現有技術之不足。

技術實現要素：
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本發明提供一種超聲輔助粘結工藝，該工藝利用超聲振動對粘結部件及粘結劑進行勵振，促進工件表面粘結劑在粘結界面上的擴散，加強拉伸與剪切粘結強度。

本發明采用如下技術方案：一種超聲輔助粘結工藝，包括如下步驟：

步驟一：將第一粘結部件表面涂刷粘結劑，并與第二粘結部件合攏，形成粘結界面，并由第一夾持板和第二夾持板夾緊；

步驟二：將超聲換能器設置于第一夾持板上，并對超聲換能器進行電氣驅動，對第一夾持板上進行勵振；

步驟三：對第一粘結部件與第二粘結部件進行烘干處理。

進一步地，電氣驅動的工作頻率在超聲頻段、音頻頻段和次聲頻段。

進一步地，所述第一粘結部件和第二粘結部件為金屬材料、非金屬材料、有機生物材料。

進一步地，所述第一粘結部件和第二粘結部件的結構為板狀結構、塊狀結構、卷繞式結構或者桿狀結構。

進一步地，所述第一粘結部件和第二粘結部件被置于空氣或液體中。

進一步地，所述第一夾持板和第二夾持板為平板或者曲面板，以貼合被第一粘結部件和第二粘結部件的表面形狀。

本發明還采用如下技術方案：一種超聲輔助粘結工藝，包括如下步驟：

步驟一：將第一粘結部件表面涂刷粘結劑，并與第二粘結部件合攏，形成粘結部位；

步驟二：將超聲換能器壓緊在第一粘結部件上第二粘結部位的附近，并對超聲換能器進行電氣驅動，對第一粘結部件進行勵振，；

步驟三：對第一粘結部件和第二粘結部位進行烘干處理。

本發明具有如下有益效果：本發明超聲輔助粘結工藝依靠超聲換能器的超聲振動可進行，并可以對粘結部件及粘結劑進行勵振，促進粘結劑在粘結界面上的擴散，進而提高粘結強度。本發明第一實施例中通過夾持板構成夾緊結構，可以使超聲振動更好地傳播，從而更充分地增強粘結效果。該工藝使用的超聲裝置包括夾持板及設置于夾持板上的超聲換能器。利用本工藝，通過施加預壓力可將鋁合金與碳纖維板之間的A/B膠拉伸粘結強度提高150％左右，剪切粘結強度提高140％左右。本發明第二實施例中不使用夾緊結構，超聲換能器直接對粘結部件進行勵振，利用本工藝，通過超聲換能器直接壓緊可將鋁合金與碳纖維板之間的A/B膠粘結強度拉伸粘結強度提高120％左右，剪切粘結強度提高110％左右。本發明中的工藝具有明顯的提高粘結強度的效果，其裝置結構簡單，使用方便。

附圖說明：

圖1為超聲輔助粘結工藝第一實施例的結構圖。

圖2為超聲輔助粘結工藝第二實施例的結構圖。

其中：

1-超聲換能器、2-第一夾持板、3-第二夾持板、4-第一粘結部件、5-第二粘結部件、6-預壓力、7-粘結界面、8-粘結部位。

具體實施方式：

下面通過兩個實施例來具體說明本發明超聲輔助粘結工藝。

實施例一：請參照圖1所示，本發明超聲輔助粘結工藝所采用的裝置包括第一夾持板2、設置(粘貼)于第一夾持板2上的超聲換能器1及放置第一粘結部件4與第二粘結部件5的第二夾持板3。其中第二夾持板3夾持于三維移動平臺上以實現第一粘結部件4與第二粘結部件5的定位，將第一粘結部件4表面涂刷粘結劑，并與第二粘結部件5粘結，并將第一粘結部件4、第二粘結部件5放置于第一夾持板2與第二夾持板3之間，并在第一夾持板2與第二夾持板3之間施加預壓力6。超聲換能器包括夾心式換能器和壓電片，夾心式換能器可應用于低頻的情況，壓電片可應用于高頻的情況。

本發明超聲輔助粘結工藝，包括如下步驟：

步驟一：將第一粘結部件4表面涂刷粘結劑，并與第二粘結部件5合攏，并由第一夾持板2和第二夾持板3夾緊；

步驟二：將超聲換能器1設置(粘貼)于第一夾持板2上，并對超聲換能器1進行電氣驅動，頻率為22kHz，對第一夾持板2上進行勵振，時間為30秒；

步驟三：對第一粘結部件4與第二粘結部件5進行烘干處理。

該實施例中，超聲換能器1下表面的尺寸為直徑60mm的圓面，超聲換能器1左端壓緊于距離第一夾持板2左末端10mm處，居中放置，第一夾持板2的尺寸為80*80*1mm，材料為鋼。第一粘結部件4的尺寸為30*30*1mm，材料為鋁合金。第二粘結部件5的尺寸為30*30*1mm，材料為碳纖維板。在超聲換能器1上施加的預壓力為100N。所用粘結劑為A/B膠。

未經工藝處理的粘結劑(A/B膠)拉伸強度為21MPa，經工藝處理的粘結劑(A/B膠)拉伸粘結強度為53MPa，強度提高152％；未經工藝處理的剪切強度為17MPa，經工藝處理的粘結劑(A/B膠)剪切粘結強度為41MPa，強度提高141％。

實施例二：請參照圖2所示，對于無法夾緊或不便夾緊的粘結部件，本發明超聲輔助粘結工藝，包括如下步驟：

步驟一：將第一粘結部件4表面涂刷粘結劑，并與第二粘結部件5合攏；

步驟二：將超聲換能器1壓緊在第一粘結部件4上第二粘結部位5的附近，并對超聲換能器1進行電氣驅動，頻率為22kHz，對第一粘結部件4進行勵振，時間為30秒；

步驟三：對第一粘結部件4和第二粘結部位5進行烘干處理。

該實施例中，超聲換能器1下表面的尺寸為直徑60mm圓面，超聲換能器1左端壓緊于第一粘結部件4上距離粘結部位10mm處，居中放置。第一粘結部件4的尺寸為30*100*1mm，材料為鋁合金。第二粘結部位5的尺寸為30*100*5mm，材料為碳纖維板。在超聲換能器1上施加的壓緊力為50N。所用粘結劑為A/B膠。

未經工藝處理的粘結劑(A/B膠)拉伸強度為18MPa，經工藝處理的粘結劑(A/B膠)拉伸粘結強度為40MPa，強度提高122％；未經工藝處理的剪切強度為16MPa，經工藝處理的粘結劑(A/B膠)剪切粘結強度為34MPa，強度提高113％。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護范圍。