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铝蜂窝板的制备方法

时间: 2017-11-23 14:11:26

  铝蜂窝板是由两块极薄的铝板夹着一层蜂窝芯组成,由于蜂窝芯实体部分的面积很小所以蜂窝板的整体质量很轻,另外,它还具有高比强度和比刚度以及隔热、隔声等诸多优点,因而在航空航天、列车及船舶等领域获得了极其广泛的应用。本文主要对铝蜂窝板的制备技术研究现状进行了综合评述。

  1、蜂窝芯的制备

  金属蜂窝芯的形状有正六边形、菱形、矩形、等边三角形、正弦曲线等形状,因为正六边形蜂窝用料省、制造简单并且结构效率高而应用最广泛。正六边形蜂窝芯子的制备方法目前主要有拉伸法和成型法。

  拉伸法是先在材料上涂胶条,然后将材料叠合胶结起来,最后将叠合胶接起来的材料拉伸成蜂窝再将其切割成所需尺寸即可投入使用,采用此法制备的蜂窝芯会受施胶宽度、胶水粘接力以及芯材的基本力学和物理性能等多种因素影响,从而造成拉伸过程中出现局部拉伸不足或拉伸过量的缺陷,进而导致制成的蜂窝芯形状不够规则,最终影响产品品质的稳定性,所以该法主要用于对尺寸及强度要求不高的建筑领域。

  采用成型法制备蜂窝芯通常是将金属蜂窝箔材轧制或辊压成波纹状瓦楞板,然后采用一定的工装夹具将这些瓦楞板叠合连接起来,常用的连接方法有胶结和钎焊,采用此法制备的蜂窝芯子,蜂格尺寸准确,并且可以制备任何规格的蜂窝芯。但若采用胶结剂连接各个蜂窝芯,其芯层之间的连接强度会直接受到胶结剂强度的影响,所以胶结连接已慢慢被钎焊法所代替。因为钎焊能够使芯层之间形成牢固的冶金结合,接头强度高,加工效率也高,所以非常适用于金属蜂窝芯的成形与加工,因而近年来得到了广泛应用。

  2、蜂窝芯和面板的连接

  蜂窝芯和面板的连接方法也有胶结和焊接2种。胶接法是把面板和芯子用热固化胶在连续成形机内加热加压然后复合而成。采用此法连接,蜂窝板不承受外部加热循环,但连接前需进行表面预处理。另外,胶粘蜂窝板的强度、使用寿命以及允许的工作环境在很大程度上受胶粘剂的性能所影响。例如:由于高空辐照强和温度低,航天领域所用蜂窝夹层结构中的有机胶粘剂很容易发生分子断链和冷脆,进而使蜂窝板的平直拉伸强度下降约50%。所以此法在对蜂窝性能要求越来越高的今天已较少使用。

  焊接法又分为钎焊、缝焊、激光焊接和瞬间液相连接。由于缝焊的过程比较复杂,而且由于缝焊过程中焊轮在每一焊点上停留时间短,所以焊件表面的散热条件差,很容易发生过热,从而影响所制备蜂窝板的整体力学性能;而瞬间液相扩散连接大多用于多合金系统;激光焊接的设备投资成本大,所以目前以钎焊法应用最广。蜂窝板钎焊前的装配和夹紧方法是先将蜂窝芯用装配夹具逐一装配,然后将上下面板夹紧蜂窝芯,最后采用五点夹紧法用平整的薄钢板将整个金属蜂窝板夹紧。

  总的来说,无论是蜂窝芯的连接还是蜂窝芯和面板的连接,采用焊接法将其连接,可以使接头之间形成牢固的冶金结合,其整体力学性能要比胶结制备的蜂窝夹层板优越很多,所以为了获得高性能的金属蜂窝夹层板,钎焊法有广阔的发展前景。


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