一种全焊接金属蜂窝板制造技术

本实用新型专利技术涉及一种全焊接金属蜂窝板，包括蜂窝芯，所述蜂窝芯具有多根相互平行设置的梯形条，所述梯形条具有至少2个依次首尾相连的单元段，所述单元段由依次一体连接的第一底板、第一腰板、第二底板和第二腰板组成，所述第一腰板和第二腰板对称地分布于第二底板的两端；相邻梯形条的第一底板和第二底板焊接，形成具有多个单元格的蜂窝芯；还包括内嵌板，所述内嵌板沿纬向延伸且与梯形条的宽度方向垂直，所述内嵌板嵌入在沿纬向依次排布的单元格内，所述沿纬向依次排布的单元格所对应的底板与内嵌板焊接。本实用新型专利技术的蜂窝板各向强度高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种全焊接金属蜂窝板


[0001]本技术涉及一种全焊接金属蜂窝板，属于复合板材/型材领域。

技术介绍

[0002]蜂窝构造是自然进化的结果，其实际意义是用最少的材料获得最坚固的结构，这个特征契合了工程领域对轻量化材料的需求。当今，以蜂窝板为主要发展方向的人造蜂窝板获得了长足的发展。这种结构除了轻质、高强以外，还具有吸能、减震、隔音、隔热等诸多优异性能。
[0003]中国专利说明书CN102774042A公开了一种蜂窝加强板及其制作方法，其蜂窝芯材的制作方法如下：先根据蜂窝芯材的高度将金属板材切割成相应的宽度；再将切割成相应宽度的金属板材压制成底面与两腰等长、底角为120
°
的一个个等腰梯形，获得梯形条；然后，将每两根压制成底面与两腰等长、底角为120
°
的等腰梯形的金属板材的底面焊接在一起，最终形成所要的蜂窝芯材。如此获得的蜂窝芯材是一种各向异性材料，其经向（沿梯形条延伸方向）的剪切强度和抗弯强度显著优于纬向。工程上，在复杂受力场合和高速运动的物体中，这种各向异性材料的使用将带来安全隐患并导致应用受限。
[0004]另外，上述蜂窝芯材的蜂窝孔本身抵御变形的能力较弱，在遭遇局部较强冲击应力时，蜂窝壁容易发生塑性变形，导致扭曲、撕裂、破坏等问题出现。
[0005]金属蜂窝板的制造，目前主要以胶接方法生产为主。胶接方法的便利性，施工的可连续性使得这种类型金属蜂窝板生产成本很低。然而，在一些场合，比如需要耐高温、防火、防水等，胶接蜂窝板的应用是受限的，此外，通常情况下，胶接的强度显著低于焊接，那么，在冲击、弯曲、剪切等复杂应力场合，胶接蜂窝板的应用同样受到限制。
[0006]用焊接替代胶接是解决上述问题的基本思路，但焊接工艺复杂，需要在高温下操作，对温度予以精准控制，需要高温下的定位、支撑和夹持，有些工艺还需要保护气氛甚至真空条件，因此，目前焊接金属蜂窝板都不能够连续生产，且造价高昂，制约了焊接蜂窝板的市场应用。现有的焊接蜂窝板，蜂窝芯置于两块金属板的中间，形成所谓的三明治结构。蜂窝芯与金属板的连接一般采用钎焊方法。钎焊作为一种金属的连接方法在工艺上要求很高，对于大型板材的大面积钎焊，需要有专门的钎焊炉，还必须是真空或者是特殊的保护气氛。在板材的钎焊中，通常的检验标准是：焊合面积占焊接面积的95%以上为优，80%以上是基本合格。而在蜂窝芯与金属板的钎焊中，两者的接触面积小于10%（一般是3～8%），也就是说即使接触面积的100%能够焊合（蜂窝板的钎焊难度远大于常规板件），金属板与蜂窝芯的焊合面积也小于10%，因而蜂窝芯和金属板之间的连接强度难以达到理想程度，只有通常板材钎焊强度的10%或以下。这种状况极大地影响了蜂窝板的性能，因此，用钎焊方法生产金属蜂窝板是一种不得已而为之的办法。而且为了检验这种钎焊蜂窝板的性能，还专门提出了一个金属板与蜂窝芯之间结合的“抗剥离强度”指标。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本技术的目的之一在于提供一种各向结构强度趋同的全焊接金属蜂窝板。
[0008]本技术针对上述难点，开发出了一种全焊接金属蜂窝板，该蜂窝板主要仅由两种部件组成，部件之间可以用无增重焊接工艺进行连接，特别是通过对这两种部件连接部位的细节设计，能够较好地解决焊接工艺中面临的高温下的定位、支撑和夹紧等问题。此外，可以摈弃以往必须采用的（真空/气氛）炉内钎焊工艺，为焊接金属蜂窝板的连续、自动化生产创造了条件，从而能够有效地降低生产成本，拓展应用范围。
[0009]为了解决上述技术问题，本技术的技术方案如下：
[0010]一种全焊接金属蜂窝板，包括蜂窝芯，所述蜂窝芯具有多根相互平行设置的梯形条，各梯形条沿经向延伸，所述梯形条具有至少2个依次首尾相连的单元段，所述单元段由依次一体连接的第一底板、第一腰板、第二底板和第二腰板组成，所述第一腰板和第二腰板对称地分布于第二底板的两端；相邻梯形条的第一底板和第二底板焊接，形成具有多个单元格的蜂窝芯；还包括至少2块内嵌板，所述内嵌板沿纬向延伸且与梯形条的宽度方向垂直；一块内嵌板嵌入在一列沿纬向依次排布的单元格内，所述内嵌板跨接多根梯形条，所述沿纬向依次排布的单元格所对应的底板与内嵌板焊接，在蜂窝芯上内嵌板的安装侧，所述底板与内嵌板焊接的端面和腰板的端面之间的距离不小于内嵌板的厚度。
[0011]本技术中，经向和纬向相互垂直。一个单元格由1根梯形条的第一底板及其两侧的腰板和另一根梯形条的第二底板及其两侧的腰板围成，底板、腰板本身及其所围成空间均视作单元格的一部分。
[0012]如此，相邻梯形条的第一底板和第二底板堆叠并焊接，形成蜂窝芯，内嵌板嵌入在蜂窝芯内并将各梯形条从纬向连接，赋予蜂窝板在纬向更强的抗压和抗弯能力，从而获得各向结构强度均较高的金属蜂窝板。
[0013]进一步地，所述沿纬向依次排布的单元格所对应的底板与内嵌板焊接或胶接，可选的，通过电阻焊焊接，可选的，点焊4-6个点。
[0014]进一步地，所述沿纬向依次排布的单元格所对应的底板具有折弯部，所述折弯部与底板垂直，且朝所在单元格内侧延伸，形成供与内嵌板焊接的端面。如此，折弯部的上方形成供容纳内嵌板的空间，折弯部可对内嵌板起到支撑作用，并提供更大焊接区域，如焊接区域，以使得内嵌板与梯形条之间形成更为稳固的连接。
[0015]进一步地，在蜂窝芯上内嵌板的安装侧，所述沿纬向依次排布的单元格所对应的底板与内嵌板焊接的端面和腰板的端面之间的距离等于内嵌板的厚度，如此，内嵌板与蜂窝芯的顶面平齐且嵌入在蜂窝芯内。
[0016]进一步地，所述内嵌板与所述沿纬向依次排布的单元格间隙配合，如此，内嵌板较为匹配地嵌入在相应单元格内，可有效抵御单元格的微小变形，进一步提高蜂窝板的结构强度，达到相互掣肘和增强的目的。
[0017]申请人仔细研究发现，现有的蜂窝板失效时，宏观上，主要体现在蜂窝板的扭曲变形和破损，以及在外力作用下盖板的起翘和撕裂；微观上，主要是蜂窝壁的塑性变形并因此导致的撕裂、破坏。本技术将内嵌板设计成上述与单元格间隙配合的形式，使得内嵌板在强化纬向受力能力的同时，使得单个单元格抗形变能力提升，从而提升蜂窝板的各向整
体强度。
[0018]可选地，所述内嵌板包括多个格子部，所述格子部与单元格间隙配合，相邻格子部之间通过颈部一体连接，所述颈部与底板焊接，所述颈部的纬向尺寸不小于梯形条厚度的2倍。如此，一方面格子部可帮助单元格抵御变形，另一方面，格子部和颈部的交替设置，也可方便定位和组装，方便自动化、智能化生产。
[0019]优选地，梯形条与梯形条之间的连接，采用电阻焊或超声波焊；梯形条与内嵌板之间的连接，采用激光焊、电子束焊和电阻焊中的一种或几种。
[0020]优选地，格子部与其所在单元格的腰板焊合，如通过激光焊焊合，如此，可更有效阻止蜂窝板受力时在纬向的位移，进一步增强纬向强度。
[0021]可选的，间隙宽度为0.03-0.5mm。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全焊接金属蜂窝板，包括蜂窝芯（A），所述蜂窝芯（A）具有多根相互平行设置的梯形条（1），各梯形条（1）沿经向延伸，所述梯形条（1）具有至少2个依次首尾相连的单元段（B），所述单元段（B）由依次一体连接的第一底板（101）、第一腰板（102）、第二底板（103）和第二腰板（104）组成，所述第一腰板（102）和第二腰板（104）对称地分布于第二底板（103）的两端；相邻梯形条（1）的第一底板（101）和第二底板（103）焊接，形成具有多个单元格（C）的蜂窝芯（A）；其特征在于，还包括至少2块内嵌板（2），所述内嵌板（2）沿纬向延伸且与梯形条的宽度方向垂直；一块内嵌板（2）嵌入在一列沿纬向依次排布的单元格（C）内，所述内嵌板（2）跨接多根梯形条（1），所述沿纬向依次排布的单元格（C）所对应的底板与内嵌板（2）焊接，在蜂窝芯上内嵌板（2）的安装侧，所述底板与内嵌板（2）焊接的端面和腰板的端面之间的距离不小于内嵌板（2）的厚度。2.根据权利要求1所述的全焊接金属蜂窝板，其特征在于，所述沿纬向依次排布的单元格（C）所对应的底板具有折弯部（106），所述折弯部（106）与底板垂直，且朝所在单元格内侧延伸，形成供与内嵌板（2）焊接的端面。3.根据权利要求1所述的全焊接金属蜂窝板，其特征在于，在蜂窝芯上内嵌板...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵小兵，
申请(专利权)人：闵小兵，
类型：新型
国别省市：