推广 热搜: 电解铝  铝合金  阳极氧化  氧化  热处理  工艺  铝及铝合金  技术  铝土矿  铝材加工 
 

轻质铝制夹层板的互锁式管材制造工艺

   日期:2016-09-07     来源:网络    浏览:1273    评论:0    

    轻质铝制夹层板已广泛使用在具备不同速度的各式各样的运输工具上:从公交车至赛车;从货运飞机至航班;从渡轮至赛艇。这些材料的硬度和强度都是非常重要的性能。蜂巢夹层板结构常作为骨架,并使用高性能粘合剂将它们粘合在一起。这种结构在许多工程师看来是有问题的,特别是暴露于在火焰中或浸于水中时。为了解决这些问题,英国焊接研究院(TWI)现已开发出用挤压铝材作芯材的激光焊接金属夹层板结构。

据该研究院称,在试验研究中,商标为Ex-StructTM的铝夹层板是用2mm厚的5083铝合金板和6060铝合金挤压管组成的。挤压模的设计为使管的外圆形成互锁式的连接方式。管的直径为30mm,壁厚2mm。凸凹连接界面的公差被严格控制。据焊接研究院称,他们曾使用激光点焊和激光支柱焊接来示范夹层板制造的可行性和确定影响焊接质量及变形的关键因素。据称,使用直径为1.2mm的4047合金(Al-13%Si)填充丝可减少焊接凝固裂纹,并得到平滑的珠状表面。

Ex-StructTM夹层板的一个示范板是通过在管子机械连接点进行定位并使用Nd:NAG激光点焊制造出来的。激光点焊是沿水平方向从夹层板的一面开始一行接一行地进行。在每行的点焊处通过控制光栅的开/关时间进行连续焊接操作。为了避免焊接裂纹,点焊时,使用脉冲模式,并在脉冲末端采用功率斜降,以降低冷却速度。激光功率的控制斜降可降低焊缝的裂纹敏感性。随后在夹层板的另一面开始进行与上述相同的焊接操作。

Ex-StructTM夹层板的另一个示范板的制造是通过Nd:NAG激光支柱焊得到的。首先将脱脂管放在底板上并使其组成一整体。焊接从表面的一个边缘向另一个边缘呈线性进行,并沿焊缝管子之间的机械连接点进行。此操作重复进行,直至另一边缘的焊接完成。随后对夹层板的另一面进行与上述相同的焊接操作。焊缝呈相对比较平滑的珠状,没有表面缺陷,焊接速度可达到2.6mm/min,激光功率为3kW,喂丝速度为3 mm/min。

多年来,英国焊接研究院一直为全球的民用及军用造船业提供各种材料的解决方案。随着国际竞争的日趋激烈和高速渡轮使用者要求减轻铝制轮船重量呼声越来越大,现在不仅在降低整体寿命成本和革新方面,而且在提高制造的成本效益方面都承受着巨大的压力。因此英国焊接研究院的战略是为那些供铝或用铝企业的薄板、挤压材、铸件或预制板提供增加附加值的方案,以及提供降低材料成本或增加材料功能的技术方案。连接技术的新设想将是该院的为满足现在和未来市场的工作重点。除了开发连接技术外,英国焊接研究院现在还致力于材料开发、覆层技术、扭曲预报、模拟化工作,以及船结构的性能和可靠性预测。

 折叠式夹层板——金属面板与折叠式夹芯层通过激光焊接形成,夹芯层是由折叠或简单构件(管件)组成的折叠式金属薄板,夹芯层折线或管件轴线平行于夹层板面板。
折叠式夹层板(Corrugation sandwichpanels或Folded structure sandwichpanels)——金属面板与折叠式夹芯层通过激光焊接形成,夹芯层是由折叠或简单构件(管件)组成的折叠式金属薄板,夹芯层折线或管件轴线平行于夹层板面板。夹芯层与面板之间通常采用激光焊接进行连接,又称为激光焊接夹层板(Laser-welded SandwichPanels)。目前已经提出的夹芯层的形式有:V、U、I、Vf、C、Z、hat-profile、Key、Tube、Square-tube、X型,分别如图2-1所示;NAVTRUSS夹层板如图2-2所示。

折叠式夹层板中的夹芯层为平板通过二维折叠或三维折叠形成的薄壁结构,与上下面板采用激光焊接方式连接而成,又称之为激光焊接夹层板。其中夹芯层结构的折叠方式及其空间结构型式决定了夹层板的类型及其力学性能,根据夹芯层结构的类型将折叠式夹层板分为:U型、V型、X型、Y型、Tube型等五种类型,夹层板面板及夹芯层均为平板或薄壁结构。结构材料可以是船用高强度低合金钢,也可以是不锈钢、钛合金以及铝合金等金属材料,夹芯层与面板通常为同一种材料,以保证之间的焊接性能。另外夹芯层中间可以填充特定填充物(泡沫、金属泡沫、树脂、石棉等)进行防火、隔声等多功能设计。面板与夹芯层之间采用激光焊接链接,不同的夹芯层结构与面板之间链接方式不同

夹芯层结构的型式是决定夹层板力学性能的关键,金属折叠式夹芯层或管件在横向(垂直于夹层板方向)压皱载荷下具有高效的吸能特性,可用于舰船防护结构设计,提高舰船结构的生命力。该类夹芯层结构在面内两方向的强度特点与传统加筋板相似,可以代替传统加筋板架用于仅参与局部强度的局部板架,如上层建筑围壁、甲板、岛屿、门等部位等,也可应用于承受总纵弯曲载荷的强力构件,如舷侧外板、内底板、外底板、强力甲板板等构件。与其它类型夹层板相比,折叠式夹层板更适合船舶于海洋工程结构,具有广阔的应用前景。

泡沫铝夹层板作为一种具有高比强度、高比刚度、隔音隔热、防火、 保温等优异性能的新型轻量化材料已经被广泛地应用于航空、宇航、建筑和船舶制造等工程领域。自泡沫铝夹层板问世以来,国内外学者针对泡沫铝夹层板进行了大 量的研究,研究的重点大部分放在面板为铝板材料上,在静态力学、动态力学的研究领域中均有涉及。玄武岩纤维来自于火山岩,其自身具有良好的力学性能外,特 别是还具备耐高温、耐酸耐碱、吸波等性能,这是其他材料所不具备的

 
打赏
 
更多>同类技术
0相关评论

推荐图文
推荐技术
点击排行

网站首页  |  铝材QQ群大全  |  大沥著名铝企  |  铝锭手机短信  |  关于我们  |  联系方式  |  使用协议  |  版权隐私  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  RSS订阅  |  违规举报  |  粤ICP备18150991号  |