成形金属芯夹心结构及其制造方法和系统技术方案

一种用于生产金属芯夹心结构的方法和装置，该金属芯夹心结构重量轻且比常规金属板要刚强多倍，并且它易于形成为弯曲结构以及具有复合弯曲的结构。在一个实施例中，成形金属芯包括多个基元，这些基元包括在中间平面前、后向外延伸的交替的前后凸起，各凸起具有结合表面区域或地带，这些结合表面区域或地带构成为与成形金属芯的两侧上相应的金属外板钎焊或结合。在结合地带上形成多个微型磨蚀或压痕，可在钎焊或结合工艺过程中通过促进提高金属芯的毛细作用而在金属芯和金属外板之间形成更强固的钎焊或连接接头。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及金属夹心板结构，更具体地说，涉及可成形的金属芯夹心板结构及其制造方法和系统。
技术介绍
在本
中已知有金属芯夹心结构。例如，Hale的第3,525,663号美国专利以及Morrison的第4,035,536号美国专利都指示了具有钎焊至两块金属外板的成形金属芯的金属芯夹心结构。但是，可以看到，Hale和Morrison所揭示的结构以及其它类似的传统成形金属芯夹心结构不易形成为复合弯曲和其它复杂的形状而不脱层、皱褶和/或失去其结构完整性。因此，已有的金属芯夹心结构不很适合于例如要求有复合弯曲规格而在成形工艺过程中不脱层或皱褶的应用场合。诸如蜂窝夹心结构之类的其它类型的金属芯夹心结构在例如Straza的第6,544,623号美国专利中有所指示。虽然蜂窝芯夹心结构与其它金属芯夹心结构相比可提供提高的可成形性，但它制造成本相对较贵，因而不很适合于许多对成本敏感的商业应用场合(例如汽车车身)。因此，需要一种改进的金属芯夹心结构，它制造更经济并具有高的可成形性特征而不牺牲结构完整性和强度。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种改进的金属夹心板结构来解决上述和其它需求，该结构包括钎焊或结合至两块平整金属外板的成形金属芯。该改进的金属夹心结构能形成复杂的形状同时又保持其结构完整性。该改进的金属夹心结构还比已有蜂窝芯夹心结构更易于低成本制造，同时又提供类似于蜂窝芯结构的强度和特性。在本专利技术的一个实施例中，一种生产金属芯夹心结构的方法包括形成重量轻且比常规金属板要刚强多倍的成形金属芯，并且该成形金属芯还易于形成为例如弯曲结构以及具有同时沿两个或多个方向弯曲的复合弯曲的结构。在一个实施例中，将-->金属芯板滚轧、冲锻或压制成具有多个基元的波纹形状，这些基元包括在中间平面前、后向外延伸的交替的前、后凸起，且各凸起具有结合表面区域或地带，该结合表面区域或地带构成为与成形金属芯板的两侧上的相应金属外板钎焊或结合。在结合地带上形成多个微型磨蚀或压痕，可在钎焊工艺过程中通过促进提高金属芯的毛细作用而在金属芯和金属外板之间形成更强固的钎焊接头。改进的钎焊接头提供了更好的结合，所以在成形过程中最后形成的多层板结构不会断裂或脱层。最后形成的夹心结构易于形成复杂的弯曲形状而同时又保持其结构完整性。因此，改进的金属芯夹心结构很适合于成形性和结构完整性很重要的多种应用场合(例如汽车车身的应用场合)。在本专利技术的另一个实施例中，提供了一种用于形成改进的金属芯板的装置。该装置包括压制金属芯板(通过抻展和/或收拢)而形成所要的波纹芯结构的压机或模具。在压机表面上的所要求的位置处，微型凸起和/或微型凸脊和/或微型管线(在此统称为“微性凸起)从压机表面向外延伸，从而在形成金属芯板时形成微型磨蚀和/或微型沟槽和/或微型沟道(在此统称为“微型磨蚀”)，以在成形金属芯的所要求的表面区域上向内延伸。这些微型磨蚀可在钎焊时通过提高金属芯的毛细作用来促进成形金属芯和两块金属外板之间的钎焊。在又一个实施例中，在钎焊或结合之前，将外层板用电焊定位搭焊至成形芯，这就可改进随后的钎焊而提高夹心结构的质量。在一个实施例中，本专利技术提供一种新颖的用于在钎焊前将成形芯定位搭焊至金属外板的电焊定位搭焊装置。在本专利技术的各种实施例中，可以在芯板中形成诸如六边形、正方形、八边形或其它形状的多种基元形状和几何图形，并可根据所要求的可成形性、刚度和粉碎特性形成不同的基元尺寸。例如，可对夹心结构的某些区域要求更易粉碎(例如在汽车车身框架中形成“粉碎区域”)或更为坚硬或更为柔软。例如，如果要求粉碎区域，则可将夹心结构(或至少夹心结构的指定区域)设计成更易粉碎，这可有助于避免汽车碰撞伤人，而汽车车身的其它区域(例如车顶)则更刚强，可防止金属碎裂而进入乘客座室。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的金属芯板在其形成后的立体图。图2A是图1的成形金属芯板的俯视图。图2B是图1的成形金属芯板沿图2A的线2B-2B截取的横截面图。-->图3A是根据本专利技术的另一个实施例的、形成为波纹格子板图案的金属芯板的俯视图。图3B是图3A的成形金属芯沿图3A的线3B-3B截取的横截面图。图4是根据本专利技术的一个实施例的、形成在两个压机或模具之间的金属芯板的侧视图。图5是根据本专利技术的一个实施例的、金属芯夹心结构在钎焊以前的分解侧视图。图6示出钎焊以后的图4的金属芯夹心结构。图7是根据本专利技术的又一个实施例的、用于在钎焊以前定位搭焊金属芯夹心结构的电焊定位搭焊装置的立体图。具体实施方式以下参照附图详细描述本专利技术的较佳实施例，在附图中，类似的元件都标以类似的标号。可以理解的是，附图并不必按比例绘制，而只是用来图示说明本专利技术的某些新颖内容、特征和方法。图1是根据本专利技术的一个实施例所制成的成形金属芯10的立体图。在该实施例中，成形金属芯10形成为具有多个基元12的波纹图形，这些基元包括在中间平面14前、后向外延伸的交替的前、后凸起，各凸起具有构成为与中间平面14的两侧上相应的金属外板(未图示)钎焊或结合的结合表面区域或地带16。如图1所示，在结合地带16上形成多个微型磨蚀或压痕18。如以下将详细解释的那样，微型磨蚀18可在钎焊工艺过程中通过促进提高金属芯10的毛细作用而在金属芯10和金属外板之间形成更强固的钎焊接头。图2A是图1的成形金属芯10的俯视图。金属芯10包括多个向上凸起的基元12A和多个向下凸起的基元2B，示出了向上凸起的基元12A的结合地带16，而向下凸起的基元12B的结合地带16位于芯子10的相对侧上，因此在图2A中未示出。在各个基元12A和12B的结合地带16上形成多个微型磨蚀或压痕，以在钎焊时促进提高金属芯10的毛细作用。图2B是金属芯10沿图2A的2B-2B线截取的横截面图。如图1、2A和2B所示，在一个实施例中，各基元12A和12B形成为八边形。但应理解，本专利技术并不限于基元12A、12B的任何特定的形状、尺寸和/或构型。可以采用任何所要求的基元形状、尺寸和构型来根据本专利技术实现最后所形成的金属芯夹心结构的各种所-->要求的物理特性。图3A是成形金属芯30的另一个示例的俯视图，该成形金属芯30具有多个呈格子板构形的方形基元32A和32B。基元32A示为向上凸起的基元而基元32B则示为向下凸起的基元。各基元32A和32B具有相应的结合地带34和在各结合地带34的表面上的多个微型磨蚀36。图3B是图3A的成形金属芯30沿该图的3B-3B线截取的横截面图。图4是金属芯30的横截面图，该金属芯30形成在具有相应的模制图案和构型以将成形金属芯30形成为所要求的形状和构型的两个压机42和44之间。在成形时，将金属材料平板30分别置于顶部和底部压机42和44之间。当顶部和底部压机42和44压在一起时，通过将金属板材30伸展和/或收拢来将基元32A和32A形成为格子板构型来形成金属芯30。应该理解，压机42和44仅为示例性的，也可采用具有其它所要求的模制图案和构型的压机来形成具有各种形状(例如八边形、六边形、五边形、正方形、三角形等等)、尺寸和构型的金属芯。在一个实施例中，例如，在压制金属芯30时形成示于图3A的微型磨蚀36。分别在顶部和底部压机42和44的所选表面46和48上形成多个微型凸起、凸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造金属芯夹心结构的方法，包括：形成具有多个前、后凸出基元的金属芯，各基元具有相应的前向或后向结合地带；在各基元的所述结合地带上形成微型磨蚀；在所述成形金属芯的两侧上放置钎焊材料；在所述成形金属芯的两侧上放置第一和第二金属板，从而形成夹心结构，其中所述钎焊材料置于所述成形金属芯与位于所述成形金属芯的两侧上的所述第一和第二金属板之间；以及加热所述夹心结构，以便将所述成形金属芯钎焊至所述第一和第二金属板，其中所述微型磨蚀可提高在所述基元的所述结合地带处的毛细作用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-11-22 11/285,0961.一种制造金属芯夹心结构的方法，包括：形成具有多个前、后凸出基元的金属芯，各基元具有相应的前向或后向结合地带；在各基元的所述结合地带上形成微型磨蚀；在所述成形金属芯的两侧上放置钎焊材料；在所述成形金属芯的两侧上放置第一和第二金属板，从而形成夹心结构，其中所述钎焊材料置于所述成形金属芯与位于所述成形金属芯的两侧上的所述第一和第二金属板之间；以及加热所述夹心结构，以便将所述成形金属芯钎焊至所述第一和第二金属板，其中所述微型磨蚀可提高在所述基元的所述结合地带处的毛细作用。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在加热之前定位搭焊所述夹心结构。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，定位搭焊的动作包括接连地定位搭焊所述夹心结构的子区域，从而可以在一个子区域冷却的同时定位搭焊另一个子区域。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基元构成为具有选自如下组群的形状：八边形、六边形、五边形、正方形、长方形、三角形和圆形。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微型磨蚀包括深度大约为0.0005至0.002英寸的沟槽。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微型磨蚀覆盖大约50～80％的所述结合地带表面面积。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成所述金属芯时在所述结合地带上形成所述微型磨蚀。8.一种金属芯夹心结构，包括：具有多个前、后凸出基元的金属芯，各基元具有相应的前向或后向结合地带；以及钎焊到位于所述成形金属芯的两侧上的所述多个基元的所述结合地带上的第一和第二金属板，从而形成夹心结构，其中在钎焊之前在所述基元的所述结合地带上形成多个微型磨蚀，从而可提高在所述基元的所述结合地带处的毛细作用。9.如权利要求8所述的结构，其特征在于，在钎焊之前将所述金属芯与所述第一和第二金属板定位搭焊在一起。10.如权利要求9所述的结构，其特征在于，在所述结构的子区域处接连地定位搭焊该结构，从而可以在一个子区域冷却的同时定位搭焊另一个子区域。11.如权利要求8所...

【专利技术属性】
技术研发人员：GCP斯特拉扎，
申请(专利权)人：赛尔泰克金属股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]