本申请涉及铝合金蜂窝板生产方法技术领域,尤其是涉及一种铝合金蜂窝板钎焊方法。
背景技术:
目前,铝合金蜂窝板是一种新型轻量化结构材料,具有重量轻、强度高、刚性大、耐冲击、稳定性好以及优良的隔热、降噪、阻燃等性能优势,目前在航空航天、船舶、高速列车、轨道交通、建筑等众多领域已得到广泛应用。近年来我国城市轨道交通快速发展,铝蜂窝板在轨道交通车体、地板、内装墙板等部件的应用需求急增。
目前车体用铝蜂窝板主要采用两种方法成型,第一种采用胶粘法制造,即将多块瓦楞板采用胶粘在一起,形成蜂窝芯体,再将蜂窝芯体与上下面板粘接在一起,这种方法制造的铝蜂窝板的强度、寿命受胶黏剂性能的制约,在极端工作环境如湿度过大、振动过激、温度过高或过低等环境下,胶粘剂易老化、脱落导致蜂窝板的可靠性急剧降低,存在极大安全隐患。第二种,钎焊蜂窝板是利用熔化的金属钎料仅将蜂窝芯体与上、下面板之间实现永久性的化学冶金结合,但此种由于形成蜂窝芯体的各块瓦楞板之间没有连接,使得钎焊蜂窝板的整体也易松动脱落、强度低。
技术实现要素:
本申请的目的在于提供一种铝合金蜂窝板钎焊方法,在一定程度上解决了现有技术中存在的单一胶粘方法或者单一焊接方法生产出的铝蜂窝板自身易松动脱落、强度低的技术问题。
本申请提供了一种铝合金蜂窝板钎焊方法,包括如下步骤:
步骤100、将多块铝合金材质的瓦楞板通过粘结液粘结在一起,拼接成蜂窝芯结构;
步骤200、再对所述蜂窝芯结构的涂覆有所述粘结液的部位进行电阻钎焊,形成一体式的蜂窝芯结构;
步骤300、将两块铝合金面板分别焊接至一体式的所述蜂窝芯结构的相对的两侧面。
在上述技术方案中,进一步地,所述粘结液为ps胶水与钎剂的混合物。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述ps胶水与所述钎剂的质量百分比为1:(1-4)。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述钎剂是氟铝酸钾和氟氯酸铯按1:(1-5)的重量比形成的混合物。
在上述任一技术方案中,进一步地,步骤100之前还包括如下步骤:取铝合金双面复合箔带并按照预设尺寸切割成多块箔带,再将所述箔带轧制成所述瓦楞板,而后将多块所述瓦楞板进行超声清洗。
在上述任一技术方案中,进一步地,步骤200和步骤300之间还包括步骤201,步骤201包括:
取铝合金单面复合板按照预设尺寸切割成两块面板,再将两块所述面板进行超声清洗,其中,两块所述面板包括第一面板以及第二面板。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述铝合金双面复合箔带包括基体以及位于所述基体的两侧的第一复合层和第二复合层,所述基体为3003系铝合金,所述第一复合层以及所述第二复合层均为4343系铝合金;
所述铝合金单面复合板包括本体以及位于所述本体的一侧的复合层,所述本体为3003系铝合金,所述复合层为4047铝合金;
所述第一面板与所述第二面板分别与一体式的所述蜂窝芯结构采用钎焊工艺相连接,所述钎焊工艺为氮气保护钎焊或者所述钎焊工艺为真空保护钎焊。
在上述任一技术方案中,进一步地,当所述钎焊工艺为氮气保护钎焊时,步骤201之后还包括步骤202,步骤202包括:
将清洗后的所述第一面板以及所述第二面板的形成有所述复合层的一侧表面分别喷涂钎剂,再将喷涂有钎剂的所述第一面板和所述第二面板进行烘干。
在上述任一技术方案中,进一步地,步骤202之后还包括步骤203,步骤203包括:
将烘干后的所述第一面板的喷涂有钎剂的一侧盖设于一体式的所述蜂窝芯结构的一侧开口处,将烘干后的所述第二面板的喷涂有钎剂的一侧盖设于一体式的所述蜂窝芯结构的相对的另一侧开口处,并采用夹具固定,形成总装结构;
再将所述第一面板与所述第二面板分别与所述蜂窝芯结构进行氮气保护钎焊;
所述钎焊的温度为590-610℃,焊接的时间为30-90min,此处焊接的时间是指钎焊温度下的保温时间。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述铝合金双面复合宝箔带包括基体以及位于所述基体的两侧的第一复合层和第二复合层,所述基体为6063系铝合金,所述第一复合层以及所述第二复合层均为4343系铝合金;
所述铝合金单面复合板包括本体以及位于所述本体的一侧的复合层,所述本体为6063系铝合金,所述复合层为4104铝合金;
所述第一面板与所述第二面板分别与一体式的所述蜂窝芯结构采用钎焊工艺相连接,所述钎焊工艺为真空保护钎焊。
在上述任一技术方案中,进一步地,当所述钎焊工艺为真空保护钎焊时,步骤201之后还包括步骤202,步骤202包括:
将干燥后的所述第一面板的形成有所述复合层的一侧盖设于所述蜂窝芯结构的一侧开口处,将干燥后的所述第二面板的形成有所述复合层的一侧盖设于所述蜂窝芯结构的相对的另一侧开口处,并采用夹具固定,形成总装结构;
再将所述第一面板与所述第二面板分别与所述蜂窝芯结构进行真空保护钎焊;
所述钎焊的温度为580℃-595℃,焊接的时间为30min-90min,此处焊接的时间是指钎焊温度下的保温时间。
在上述任一技术方案中,进一步地,真空保护环境中放置有镁块;
采用真空保护钎焊工艺的一体式的所述蜂窝芯结构的最外层侧壁开设有至少一个连通外界的第一通孔,一体式的所述蜂窝芯结构的任意相邻的两个正六边形单房通过至少一个第二通孔相连通。
在上述任一技术方案中,进一步地,步骤100包括:将多块所述瓦楞板平行排布,并且使得相邻的两块所述瓦楞板对称设置,在任意相邻的两块所述瓦楞板的相连接的部位刷涂一层所述粘结液,从而将相邻的两块所述瓦楞板粘结在一起。
在上述任一技术方案中,进一步地,步骤200中,在钎焊过程中,所采用的电极的长度与所述蜂窝芯结构的高度相适配,所述电极的宽度与所述蜂窝芯结构的正六边形单房的边长相适配。
与现有技术相比,本申请的有益效果为:
本申请提供的铝合金蜂窝板钎焊方法,将多块瓦楞板通过粘结液粘结在一起,而后再焊接成型蜂窝芯结构,保证了蜂窝芯结构的整体强度高,不易脱落、损坏,而后再将第一面板以及第二面板即上下面板与蜂窝芯结构焊接在一起,使得整体强度更高,不易破损,不易老化,使用寿命长,更加安全、可靠,并且制造成本低,适合于批量生产。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的铝合金蜂窝板的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的铝合金蜂窝板的又一结构示意图;
图3为本申请实施例提供的铝合金蜂窝板钎焊方法的流程图。
附图标记:
1-蜂窝芯结构,11-瓦楞板,12-粘结液,13-正六边形单房,h-高度,a-边长,2-电极。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。
基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面参照图1至图3描述根据本申请一些实施例所述的铝合金蜂窝板钎焊方法。
实施例一
参见图1至图3所示,本申请的实施例提供了一种铝合金蜂窝板钎焊方法,用于成型铝合金蜂窝板,成型后的铝合金蜂窝板包括相连接的蜂窝芯结构1、第一面板和第二面板,第一面板位于蜂窝芯结构1的一侧,第二面板位于蜂窝芯结构1的相对的另一侧,蜂窝芯结构1由多个正六边形单房13构成。
铝合金蜂窝板钎焊方法包括如下步骤:
步骤101、取0.2mm厚的铝合金双面复合箔带并按照预设尺寸切割成多块宽度为20mm的条形箔带,再将此条形箔带轧制成瓦楞板11,再将多块瓦楞板11进行超声清洗30min,并且晒干备用;
步骤102、将多块瓦楞板11平行排布,并且使得相邻的两块瓦楞板11对称设置,在任意相邻的两块瓦楞板11的相连接的部位刷涂一层粘结液12,从而将相邻的两块瓦楞板11粘结在一起,从而将多快瓦楞板11拼接成蜂窝芯结构1;
步骤103、将9mm×20mm的铜电极2插入组装好的蜂窝芯结构1的蜂窝即正六边形单房13中,对涂覆有粘结液12的部位进行钎焊,从而形成一体式的蜂窝芯结构1,此蜂窝芯结构1的高度h为20mm,蜂窝芯结构1的正六边形单房13的边长a为10mm,此处,电极2的宽度9mm略小于蜂窝芯结构1的正六边形单房13的边长a,为了便于将铜电极2快速伸入至正六边形单房13内。此处注意,电极2为片状,材质为铜或者石墨,电极2的数量为两个,即需要用一对电极2,两个电极2分别夹设于正六边形单房13的一边的两侧。
步骤104、取2mm厚的铝合金单面复合板按照预设尺寸切割成两块面板,再将两块面板进行超声清洗;
步骤105、将清洗晒干后的第一面板以及第二面板的一侧表面即如下文所述的复合有4047系铝合金的一侧表面分别喷涂钎剂,钎剂的厚度控制在0.3mm-0.6mm,将此第一面板和第二面板置于100℃的隧道炉中进行烘干;
步骤106、再将烘干后的第一面板的喷涂有钎剂的一侧盖设于一体式的蜂窝芯结构1的一侧开口处,将烘干后的第二面板的喷涂有钎剂的一侧盖设于一体式的蜂窝芯结构1的相对的另一侧开口处,并采用夹具固定(此为现有技术中的设备,在此不再详述),形成总装结构;
步骤107、将此总装结构置于n2保护环境中,将第一面板与第二面板分别与蜂窝芯结构1进行钎焊,钎焊温度为590℃,时间为30min,随炉冷却即可得到所需的产品。此处注意钎焊的温度可在590℃-610℃区间内进行选择,焊接的时间可在30min-90min内进行选择,此处焊接的时间是指钎焊温度下的保温时间。
可见,经过上述方法制造的铝合金蜂窝板,其蜂窝芯结构1是通过多块瓦楞板11通过粘结液12粘结在一起,而后再焊接成型,保证了蜂窝芯结构1的整体强度高,不易脱落、损坏,而后再将第一面板以及第二面板即上下面板与蜂窝芯结构1焊接在一起,使得整体强度更高,不易破损,不易老化,使用寿命长,更加安全、可靠,并且制造成本低,适合于批量生产。
其中,步骤101中涉及的铝合金双面复合箔带,其包括基体以及位于基体的两侧的第一复合层和第二复合层,基体为3003系铝合金,第一复合层以及第二复合层均为4343系铝合金,即4343/3003/4343复合结构;
第一复合层和第二复合层的作用主要是作为钎焊的焊料,由于复合层处于整个面板的表面,使得焊料分布得更均匀,使得各处焊接强度相同。
步骤104中所涉及的铝合金单面复合板,其包括本体以及位于本体的一侧的复合层,其中,本体为3003系铝合金,复合层为4047铝合金;两块面板包括第一面板以及第二面板,即3003/4047复合结构;
复合层的作用主要是作为钎焊的焊料,由于复合层处于整个面板的表面,使得焊料分布得更均匀,使得各处焊接强度相同。
其中,优选地,粘结液12为ps胶水与钎剂的混合物,且ps胶水(ps胶水为环保溶剂及树脂合成的单组份粘合剂)与钎剂的质量百分比为1:2,既能保证相邻的瓦楞板11有效地粘结在一起,又保证后期钎焊所需的钎料的量,当然,也不仅限于上述比例,也可根据实际需要配置,且此处采用的钎剂为nocolok钎剂即氟铝酸钾(kalf4)和氟氯酸铯(csalf4)按1:2重量比形成的混合物,当然,不仅限于此。
其中,优选地,步骤103中,在钎焊过程中,采用的电极2的长度与蜂窝芯结构1的高度h相同,电极2的宽度略小于所述蜂窝芯的正六边形单房13的边长a,即与涂覆有粘结液12的部位相适配,能够对待焊接的部位进行全面的加热,提高焊接效率,节省人力,当然,电极2也不仅限于上述尺寸,也可根据实际需要进行尺寸的选择。
实施例二
本申请的实施例提供了一种铝合金蜂窝板钎焊方法,包括如下步骤:
步骤201、取0.2mm厚的铝合金双面复合箔带并按照预设尺寸切割成多块宽度为20mm的条形箔带,再将此条形箔带轧制成瓦楞板11,再将多块瓦楞板11进行超声清洗30min,并且晒干备用;
步骤202、将多块瓦楞板11平行排布,并且使得相邻的两块瓦楞板11对称设置,在任意相邻的两块瓦楞板11的相连接的部位刷涂一层粘结液12,从而将相邻的两块瓦楞板11粘结在一起,从而将多快瓦楞板11拼接成蜂窝芯结构1;
步骤203、将9mm×20mm的铜电极2插入组装好的蜂窝芯结构1的蜂窝即正六边形单房13中,对涂覆有粘结液12的部位进行钎焊,从而形成一体式的蜂窝芯结构1,此蜂窝芯结构1的高度h为20mm,蜂窝芯结构1的正六边形单房13的边长a为10mm,此处,电极2的宽度略小于蜂窝芯结构1的正六边形单房13的边长a,为了便于将铜电极2快速伸入至正六边形单房13内。此处注意,电极2为片状,材质为铜或者石墨,电极2的数量为两个,即需要用一对电极2,两个电极2分别夹设于正六边形单房13的一边的两侧。
步骤204、取2mm厚的铝合金单面复合板按照预设尺寸切割成两块面板,再将两块面板进行超声清洗;
步骤205、再将超声晾干后的第一面板的形成有复合层的一侧盖设于一体式的蜂窝芯结构1的一侧开口处,将超声晾干后的第二面板的形成有复合层的一侧盖设于一体式的蜂窝芯结构1的相对的另一侧开口处,并采用夹具固定,形成总装结构;
步骤206、将此总装结构置于真空炉中,将第一面板与第二面板分别与蜂窝芯结构1进行钎焊,钎焊温度为590℃,时间为30min,此处焊接的时间是指钎焊温度下的保温时间,钎焊时的真空度≤5×10-3pa(钎焊温度和时间根据蜂窝芯结构1的尺寸大小进行调整),并且此真空炉内放置镁块,且蜂窝芯结构1的最外层侧壁开设有至少一个连通外界的第一通孔,蜂窝芯结构1的任意相邻的两个正六边形单房13通过第二通孔相连通,此第一通孔和第二通孔的直径均为1mm,便于镁块产生的镁蒸气进入蜂窝芯结构1的内部破除铝合金表面的氧化膜,而后随炉冷却即可得到所需的产品。
此处注意,此处注意钎焊的温度可在580℃-595℃区间内进行选择,焊接的时间可在30-90min内进行选择。
其中,步骤201中涉及的铝合金双面复合箔带,其包括基体以及位于基体的两侧的第一复合层和第二复合层,基体为6063系铝合金,第一复合层以及第二复合层均为4343系铝合金,即4343/6063/4343复合结构;
第一复合层和第二复合层的作用主要是作为钎焊的焊料,由于复合层处于整个面板的表面,使得焊料分布得更均匀,使得各处焊接强度相同。
步骤204中所涉及的铝合金单面复合板,其包括本体以及位于本体的一侧的复合层,其中,本体为6063系铝合金,复合层为4104铝合金,即6060/4104复合结构;两块面板包括第一面板以及第二面板;
复合层的作用主要是作为钎焊的焊料,由于复合层处于整个面板的表面,使得焊料分布得更均匀,使得各处焊接强度相同。
此处对于6063系铝合金为主要母材的蜂窝芯结构1采用真空钎焊工艺,而非气保护钎焊工艺的原因如下:铝合金表面有一层致密且十分稳定的氧化膜,是熔化钎料润湿母材的主要障碍,单纯依靠真空和气保护条件难以去除氧化膜,必须借助于活化剂或者钎剂。真空钎焊:是采用镁作为活化剂,去除氧化膜进行钎焊。所以3003系铝合金、6063系铝合金都可以用真空钎焊气保护焊主要靠钎剂去除氧化膜,经过多次试验,3003系铝合金、6063系铝合金利用本申请研发的钎剂具有较好的破除氧化膜的作用,因而也可选择气保护钎焊工艺。
可见,经过上述方法制造的铝合金蜂窝板,整体强度更高,不易破损,不易老化,使用寿命长,更加安全、可靠,此外,制造成本低,且适合于批量生产。
此外,由于6063系铝合金含有硅、镁,经过上述方法制造的铝合金蜂窝板,在经过热处理,得到含有mg2si的弥散相,使得焊接完成后的铝合金蜂窝板的整体强度高,尤其是较实施例一的3003系铝合金成型后的铝合金蜂窝板的强度高。
对于粘结液12以及步骤103中涉及的电极2的尺寸与实施例一相同,在此,不再详述。
综上,经过上述方法焊接的铝合金蜂窝板尤其在寒冷地区的可靠性好,蜂窝芯结构1的成型可采用胶粘以及焊接成型,只需购入电阻钎焊设备,即可进行焊接,成本低。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
1.一种铝合金蜂窝板钎焊方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤100、将多块铝合金材质的瓦楞板通过粘结液粘结在一起,拼接成蜂窝芯结构;
步骤200、再对所述蜂窝芯结构的涂覆有所述粘结液的部位进行电阻钎焊,形成一体式的蜂窝芯结构;
步骤300、将两块铝合金面板分别焊接至一体式的所述蜂窝芯结构的相对的两侧面。
2.根据权利要求1所述的铝合金蜂窝板钎焊方法,其特征在于,所述粘结液为ps胶水与钎剂的混合物。
3.根据权利要求2所述的铝合金蜂窝板钎焊方法,其特征在于,所述ps胶水与所述钎剂的质量百分比为1:(1-4);
所述钎剂是氟铝酸钾和氟氯酸铯按1:(1-5)的重量比形成的混合物。
4.根据权利要求2所述的铝合金蜂窝板钎焊方法,其特征在于,步骤100之前还包括如下步骤:取铝合金双面复合箔带并按照预设尺寸切割成多块箔带,再将所述箔带轧制成所述瓦楞板,而后将多块所述瓦楞板进行超声清洗。
5.根据权利要求4所述的铝合金蜂窝板钎焊方法,其特征在于,步骤200和步骤300之间还包括步骤201,步骤201包括:
取铝合金单面复合板按照预设尺寸切割成两块面板,再将两块所述面板进行超声清洗,其中,两块所述面板包括第一面板以及第二面板。
6.根据权利要求5所述的铝合金蜂窝板钎焊方法,其特征在于,所述铝合金双面复合箔带包括基体以及位于所述基体的两侧的第一复合层和第二复合层,所述基体为3003系铝合金,所述第一复合层以及所述第二复合层均为4343系铝合金;
所述铝合金单面复合板包括本体以及位于所述本体的一侧的复合层,所述本体为3003系铝合金,所述复合层为4047铝合金;
所述第一面板与所述第二面板分别与一体式的所述蜂窝芯结构采用钎焊工艺相连接,所述钎焊工艺为氮气保护钎焊或者所述钎焊工艺为真空保护钎焊。
7.根据权利要求6所述的铝合金蜂窝板钎焊方法,其特征在于,当所述钎焊工艺为氮气保护钎焊时,步骤201之后还包括步骤202,步骤202包括:
将清洗后的所述第一面板以及所述第二面板的形成有所述复合层的一侧表面分别喷涂钎剂,再将喷涂有钎剂的所述第一面板和所述第二面板进行烘干。
8.根据权利要求7所述的铝合金蜂窝板钎焊方法,其特征在于,步骤202之后还包括步骤203,步骤203包括:
将烘干后的所述第一面板的喷涂有钎剂的一侧盖设于所述一体式的所述蜂窝芯结构的一侧开口处,将烘干后的所述第二面板的喷涂有钎剂的一侧盖设于所述一体式的所述蜂窝芯结构的相对的另一侧开口处,并采用夹具固定,形成总装结构;
再将所述第一面板与所述第二面板分别与所述蜂窝芯结构进行氮气保护钎焊;
所述钎焊的温度为590℃-610℃,焊接的时间为30min-90min。
9.根据权利要求5所述的铝合金蜂窝板钎焊方法,其特征在于,所述铝合金双面复合宝箔带包括基体以及位于所述基体的两侧的第一复合层和第二复合层,所述基体为6063系铝合金,所述第一复合层以及所述第二复合层均为4343系铝合金;
所述铝合金单面复合板包括本体以及位于所述本体的一侧的复合层,所述本体为6063系铝合金,所述复合层为4104铝合金;
所述第一面板与所述第二面板分别与一体式的所述蜂窝芯结构采用钎焊工艺相连接,所述钎焊工艺为真空保护钎焊。
10.根据权利要求6或9所述的铝合金蜂窝板钎焊方法,其特征在于,当所述钎焊工艺为真空保护钎焊时,步骤201之后还包括步骤202,步骤202包括:
将干燥后的所述第一面板的形成有所述复合层的一侧盖设于所述蜂窝芯结构的一侧开口处,将干燥后的所述第二面板的形成有所述复合层的一侧盖设于所述蜂窝芯结构的相对的另一侧开口处,并采用夹具固定,形成总装结构;
再将所述第一面板与所述第二面板分别与所述蜂窝芯结构进行真空保护钎焊;
所述钎焊的温度为580℃-595℃,焊接的时间为30min-90min。
11.根据权利要求10所述的铝合金蜂窝板钎焊方法,其特征在于,真空保护环境中放置有镁块;
采用真空保护钎焊工艺的一体式的所述蜂窝芯结构的最外层侧壁开设有至少一个连通外界的第一通孔,一体式的所述蜂窝芯结构的任意相邻的两个正六边形单房通过至少一个第二通孔相连通。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的铝合金蜂窝板钎焊方法,其特征在于,步骤100包括:将多块所述瓦楞板平行排布,并且使得相邻的两块所述瓦楞板对称设置,在任意相邻的两块所述瓦楞板的相连接的部位刷涂一层所述粘结液,从而将相邻的两块所述瓦楞板粘结在一起。
技术总结