1.一种用于搅拌摩擦焊的纤维丝材制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1、束状纤维材料经过宽展后并预浸定型胶形成单向薄层纤维带,将热塑性聚合物熔融塑化后涂覆在单向薄层纤维带上形成纤维涂覆带;
步骤S2、将纤维涂覆带轴向卷绕形成截面为圆形的单向多层纤维/聚合物预浸丝材;
步骤S3、将单向多层纤维/聚合物预浸丝材分切并保持半连状态后热熔处理并冷却得到切后再熔合的纤维丝材。
2.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊的纤维丝材制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,所述热塑性聚合物与待焊接的母材材料相同。
3.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊的纤维丝材制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,纤维涂覆带纤维含量为40%~60%。
4.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊的纤维丝材制备方法,其特征在于:所述步骤S2中,单向多层纤维/聚合物预浸丝材的截面分层线为阿基米德螺旋线。
5.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊的纤维丝材制备方法,其特征在于:所述步骤S3中,切断比例占整个圆形截面的70~90%,分切长度为搅拌摩擦焊头直径的1.5~
2.5倍。
6.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊的纤维丝材制备方法,其特征在于:所述步骤S3中,分切后的单向多层纤维/聚合物预浸丝材在热熔处理时轴向受力挤压再熔。
7.根据权利要求1‑6所述的任一种用于搅拌摩擦焊的纤维丝材制备方法制备的纤维丝材的焊接方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、将欲连接件的待焊部位修理平整后并将待焊部位中部去除材料;
步骤2、将所制备的纤维丝材嵌入或熔入已去除材料的待焊部位后将待焊部位压平;
步骤3、将两欲连接件的待焊部位对接后施以横向作用力,并压紧固定,经过搅拌头的高速旋转后,两件被连接。
8.根据权利要求7所述的用于搅拌摩擦焊的纤维丝材的焊接方法,其特征在于,步骤1中待焊部位中部去除的材料与步骤2欲嵌入或熔入纤维丝材的体积量保持一致,步骤3的焊接过程中,下压量控制为压入焊丝后搅拌头轴肩端面超出焊丝上表面0.05~0.15mm,且下压量小于或等于焊件厚度与搅拌针长度之间的差值。
9.一种用于搅拌摩擦焊的纤维丝材制备设备,其特征在于,包括:挤出机(1),用于将热塑性聚合物熔融塑化后挤出;
展纱辊(4),用于将束状纤维材料宽展后形成单向薄层纤维干带;
纤维带黏合辊(5),用于将单向薄层纤维干带预浸定型胶形成整片的单向薄层纤维带(6);
浸渍机头(7),用于将熔融塑化后的热塑性聚合物涂覆单向薄层纤维带(6)形成纤维涂覆带;
轴向卷绕器(8),用于对纤维涂覆带沿轴向卷绕形成单向多层纤维/聚合物预浸丝材;
牵引对辊(9),用于将单向多层纤维/聚合物预浸丝材牵引至履带牵引机(10)上;
纵向切割器(11),用于对单向多层纤维/聚合物预浸丝材进行纵向分切;
热熔烘箱(12),用于对单向多层纤维/聚合物预浸丝纵向切割后的断口再熔,再熔后冷却即得到纤维丝材。
10.根据权利要求9所述的一种用于搅拌摩擦焊的纤维丝材制备设备,其特征在于:还包括调速对辊(13),其速度与牵引对辊(9)的速度相同,且小于履带牵引机(10)的速度。