一种燕尾形船用钢铝榫卯接头制造技术

本发明专利技术涉及一种燕尾形船用钢铝榫卯接头，属于船舶设计制造技术领域。包括榫头、钢榫槽和铝合金榫槽；钢榫槽与钢结构连接，铝合金榫槽和铝合金结构连接；钢榫槽和铝合金榫槽分别设有横截面为燕尾状的槽道，两个槽道之间设有榫头；榫头包括两侧横截面为燕尾状的凸起和中间块，钢榫槽和铝合金榫槽通过榫卯结构与榫头连接。通过本发明专利技术获得一种对装船工艺要求相对较低，抗层间撕裂的，适用于船舶钢/铝结构间连接的接头。接的接头。接的接头。

【技术实现步骤摘要】
一种燕尾形船用钢铝榫卯接头


[0001]本专利技术涉及一种燕尾形船用钢铝榫卯接头，属于船舶设计制造


技术介绍

[0002]随着现代船舶不断向高速化、大型化发展，为了控制船舶的重量重心，许多船舶采用了主船体为钢质结构，而上层建筑为铝合金结构的形式，由于钢与铝合金直接焊接的工艺性较差，焊缝脆性大，易开裂，且钢与铝合金直接接触会产生电化学反应加速金属腐蚀，因此，绝大多数船舶采用过渡接头将铝合金上层建筑与钢质主船体连接。目前船用钢铝接头由三层材料构成(如图1所示)：包括钢材层、纯铝/纯钛层和铝合金层，通过压力(爆炸或热轧)成型，即在复合材的一侧或双侧施加巨大压力使各层金属紧密结合，形成完整接头。船体钢结构和铝合金结构分别焊接至接头对应的两侧完成结构过渡连接。通过压力成型的接头的力学性能在三层复合材料质量被保证的前提下,完全取决于复合界面成型的质量，也即爆炸或热轧工艺参数的正确与否。目前，根据制造厂的试验报告数据和造船厂的复验结果表明,这种钢铝接头的实际力学性能都高于标准的规定值。然而，这种接头在实船使用过程中失效的情况仍时有发生。归纳其主要原因在于：1)压力成型的钢铝接头复合界面力学性能除了取决于出厂状态，还取决于船体结构与接头焊接过程中界面温度是否超过给定的临界温度,也即焊接工艺参数的正确与否。2)压力成型钢铝接头长度受限，其标准型长度大约1
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3m，装船时需要多段接头对接，如铝
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铝、钢
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钢对焊，纯铝/纯钛层开孔灌胶等，装船工艺复杂，易诱发由装船工艺导致接头复合界面开裂等缺陷。3)在实际使用过程中，船舶在海上波浪载荷的作用下产生中拱中垂交替变形等，在此变形作用下，接头复合界面处易产生疲劳裂纹，一旦产生裂纹，裂纹将沿界面处快速扩展，严重者将导致接头钢铝部分整体撕裂脱落失效，影响船舶安全性。所以，针对目前传统压力成型钢铝接头存在的不足，本
亟需获得一种对装船工艺要求相对较低，抗层间撕裂的适用于船舶钢/铝结构间连接的接头技术方案。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为解决如何获得一种对装船工艺要求相对较低，抗层间撕裂的，适用于船舶钢/铝结构间连接的接头的技术问题。
[0004]为达到解决上述问题的目的，本专利技术所采取的技术方案是提供一种燕尾形船用钢铝榫卯接头，包括榫头、钢榫槽和铝合金榫槽；钢榫槽与钢结构连接，铝合金榫槽和铝合金结构连接；钢榫槽和铝合金榫槽分别设有横截面为燕尾状的槽道，两个槽道之间设有榫头；榫头包括两侧横截面为燕尾状的凸起和中间块，钢榫槽和铝合金榫槽通过榫卯结构与榫头连接。
[0005]优选地，所述接头的宽度设为w，与钢榫槽连接的钢结构宽度为t1，与铝合金榫槽连接的铝合金结构宽度为t2,w为t1和t2中较大数值的3
‑
6倍。
[0006]优选地，所述钢榫槽厚度设为h1，铝合金榫槽厚度设为h3，h1和h3设为8
‑
50mm；钢
榫槽槽底厚度设为t3，铝合金榫槽槽底厚度设为t4；t3设为0.3
‑
0.7h1，t4为0.3
‑
0.7h3。
[0007]优选地，所述榫头两侧横截面为燕尾状凸起的燕尾宽度为w1，w1为0.5
‑
0.8w。
[0008]优选地，所述榫头中间块厚度为h2，h2为2
‑
12mm。
[0009]优选地，所述榫头两侧横截面为燕尾状的凸起设有两个顶角，两个顶角分别设为α1和α2，α1和α2为40
°‑
70
°
。
[0010]优选地，所述榫头两侧横截面为燕尾状的凸起与中间块连接处设为圆弧状。
[0011]优选地，所述榫头两侧横截面为燕尾状的凸起与中间块之间设有延伸段，钢榫槽中设有钢榫槽延伸段，铝合金榫槽中设有铝合金榫槽延伸段；钢榫槽延伸段长度为h4，铝合金榫槽延伸段长度为h5；h4为0
‑
0.5h1、h5为0
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0.5h3；延伸段宽度为w2，w2为0.1
‑
0.7w。
[0012]优选地，所述钢榫槽设有伸出段e2，钢榫槽通过伸出段e2与钢结构连接；铝合金榫槽上设有伸出段e1，铝合金榫槽通过伸出段e1与铝合金结构连接；e1、e2为5
‑
50mm。
[0013]优选地，所述榫头的材质为纯铝或纯钛。
[0014]相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0015]1)避免了不同金属层连接界面的层间撕裂问题，充分利用材料强度特性，保证载荷传递的有效性和结构的连续性；
[0016]2)改变了目前船用钢铝接头的生产工艺，使用机加工形式生产的接头更有利于控制产品质量；
[0017]3)接头长度限制少，扩大了产品的适用性；
[0018]4)降低了装船工艺对接头连接界面的影响，提高了结构安全性；
[0019]5)降低了装船焊接要求，提高了焊接效率。
附图说明
[0020]图1为现有技术中接头示意图；
[0021]图2为本专利技术一种燕尾形船用钢铝榫卯接头结构示意图；
[0022]图3为本专利技术一种燕尾形船用钢铝榫卯接头一实施例结构示意图；
[0023]图4为本专利技术一种燕尾形船用钢铝榫卯接头另一实施例结构示意图；
[0024]图5为本专利技术一种燕尾形船用钢铝榫卯接头结合结构示意图；
[0025]图6为本专利技术一种燕尾形船用钢铝榫卯接头另一实施例结构示意图；
[0026]附图标记：1.榫头；2.钢榫槽；3.铝合金榫槽；4.铝合金结构；5.钢结构；6.铝合金榫槽延伸段；7.钢榫槽延伸段；8.中间块；9.粘接剂。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：
[0028]如图2
‑
6所示，本专利技术所采取的技术方案是提供一种燕尾形船用钢铝榫卯接头，包括榫头1、钢榫槽2和铝合金榫槽3；钢榫槽2与钢结构5连接，铝合金榫槽3和铝合金结构4连接；钢榫槽2和铝合金榫槽3分别设有横截面为燕尾状的槽道，两个槽道之间设有榫头1；榫头1包括两侧横截面为燕尾状的凸起和中间块8，钢榫槽2和铝合金榫槽3通过榫卯结构与榫头1连接。接头的宽度设为w，与钢榫槽2连接的钢结构5的宽度为t1，与铝合金榫槽3连接的铝合金结构4的宽度为t2,w为t1和t2中较大数值的3
‑
6倍。钢榫槽2的厚度设为h1，铝合金榫
槽3的厚度设为h3，h1和h3设为8
‑
50mm；钢榫槽2槽底厚度设为t3，铝合金榫槽3槽底厚度设为t4；t3设为0.3
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0.7h1，t4为0.3
‑
0.7h3。榫头1两侧横截面为燕尾状凸起的燕尾宽度为w1，w1为0.5
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0.8w。榫头1的中间块8的厚度为h2，h2为2
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12mm。榫头1两侧横截面为燕尾状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燕尾形船用钢铝榫卯接头，其特征在于，包括榫头、钢榫槽和铝合金榫槽；钢榫槽与钢结构连接，铝合金榫槽和铝合金结构连接；钢榫槽和铝合金榫槽分别设有横截面为燕尾状的槽道，两个槽道之间设有榫头；榫头包括两侧横截面为燕尾状的凸起和中间块，钢榫槽和铝合金榫槽通过榫卯结构与榫头连接。2.根据权利要求1所述的一种燕尾形船用钢铝榫卯接头，其特征在于，所述接头的宽度设为w，与钢榫槽连接的钢结构宽度为t1，与铝合金榫槽连接的铝合金结构宽度为t2,w为t1和t2中较大数值的3
‑
6倍。3.根据权利要求2所述的一种燕尾形船用钢铝榫卯接头，其特征在于，所述钢榫槽厚度设为h1，铝合金榫槽厚度设为h3，h1和h3设为8
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50mm；钢榫槽槽底厚度设为t3，铝合金榫槽槽底厚度设为t4；t3设为0.3
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0.7h1，t4为0.3
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0.7h3。4.根据权利要求3所述的一种燕尾形船用钢铝榫卯接头，其特征在于，所述榫头两侧横截面为燕尾状凸起的燕尾宽度为w1，w1为0.5
‑
0.8w。5.根据权利要求4所述的一种燕尾形船用钢铝榫卯接头，其特征在于，所述榫头中间块厚度为h2，h2为2
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高处，詹蓉，刘文夫，陈乐昆，宋扬，周素素，高晓磊，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七零八研究所，
类型：发明
国别省市：