[发明专利]一种提高金属与塑料连接强度的连接装置与连接方法

说明书

本发明提供了一种提高金属与塑料连接强度的连接装置与连接方法，其中，提高金属与塑料连接强度的连接装置，包括光纤光纤激光器和移动平台；所述移动平台上安装有用于加持金属工件和/或透明塑料工件的夹具，所述夹具上设有用于金属工件加工的加工孔；所述移动平台可向前、向后、向左、向右移动，且可进行左右俯仰运动和前后俯仰运动；所述光纤激光器安装在夹具的上方，且其发出的激光束的位置与加工孔所在位置相对应。本发明所述的提高金属与塑料连接强度的连接装置，用于金属工件与塑料工件的连接，可以提高金属与塑料之间激光相连的连接强度以及安全性、高效性。

技术领域

本发明属于异种材料连接领域，尤其是涉及一种提高金属与塑料连接强度的连接装置与连接方法。

背景技术

随着汽车轻量化的进一步发展，多材料混用成为了必然趋势，通过塑料与金属的复合使结构兼有轻质以及高强度的特性，在汽车行业、包装行业、电子器件等技术领域中将得到广泛的应用。

现有技术中，常见的异质材料连接技术主要有机械连接、熔钎焊、固相焊、胶接。但是这些技术目前多用于异种金属之间的连接，对于金属与塑料的连接仍存在连接强度、应力裂纹等问题。现在采用激光加工的方法得到了相关专业人士的重视，专利CN 107433389A中提及了一种金属与塑料的连接装置和方法，先用垂直的激光束在金属表面加工出空槽，然后将塑料放在其上，将其融化于金属上的空槽中，冷却后实现连接，这种方法可以一定程度上克服上述技术的缺点，但是其连接强度仍可以进一步提高，基于此，本专利提出了一种提高金属与塑料连接强度的连接装置与连接方法。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种提高金属与塑料连接强度的连接装置，以解决金属与塑料异种不相容材料的连接问题，提高金属与塑料之间激光相连的连接强度以及安全性、高效性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种提高金属与塑料连接强度的连接装置，包括光纤光纤激光器和移动平台；

所述移动平台上安装有用于加持金属工件和/或透明塑料工件的夹具，所述夹具上设有用于金属工件加工的加工孔；所述移动平台可向前、向后、向左、向右移动，且可进行左右俯仰运动和前后俯仰运动；

所述光纤激光器安装在夹具的上方，且其发出的激光束的位置与加工孔所在位置相对应。

进一步的，所述移动平台后侧连接可使其向前、向后移动的A电机，移动平台左侧连接可使其向左、向右移动的C电机，移动平台右侧连接可使其进行左右俯仰运动的D电机，移动平台前侧连接可使其进行前后俯仰运动的B电机。

进一步的，所述提高金属与塑料连接强度的连接装置，还包括控制单元；所述控制单元电连接光纤激光器、A电机、B电机、C电机和D电机。

进一步的，所述控制单元为计算机控制系统；A电机、B电机、C电机和D电机均为步进电机。

进一步的，所述夹具包括平行且上下设置的两块平板；两块平板四角通过螺栓连接，位于上面的平板中间开有一正方形的通孔，且通孔沿正方形的两个对角线一体成型有长方形的连接板；两个连接板将通孔所划分成的区域构成4个加工孔，每个加工孔为一个工作位置。

进一步的，位于后侧的加工孔为工作位置一，位于前侧的加工孔为工作位置二，位于左侧的加工孔为工作位置三，位于右侧的加工孔为工作位置四。

本发明的另一个目的在于，提出一种使用提高金属与塑料连接强度的连接装置的连接方法，以利用上述连接装置实现金属工件与透明塑料工件的连接。

一种使用如上所述的提高金属与塑料连接强度的连接装置的连接方法，包括将金属工件通过夹具加持，并将移动平台倾斜，通过光纤激光器发出的激光束对加工孔处金属工件表面进行加工，在金属工件表面形成倾斜的凹陷结构的步骤。

优选的，移动平台倾斜的角度为45°。