[发明专利]基于真空电子束焊接的金属橡胶阻尼夹芯板制备工艺

说明书

本发明提出基于真空电子束焊接的金属橡胶阻尼夹芯板制备工艺，所述夹芯板的上面板和下面板均为金属的板材，芯材为以金属丝编织而成的具有空间网状结构的金属橡胶；所述工艺用于以焊接工艺使板材覆于金属橡胶表面以制备高阻尼夹芯板结构，所述工艺包括以下步骤；A1、以超声波清洗板材和芯材，直至板材和芯材的焊接面处的氧化物和杂质被去除；A2、对板材与芯材进行装配，并以焊接夹具把板材与芯材固定形成待焊接件，把待焊接件移至真空室，以排气装置对真空室抽真空；A3、对面板板材与芯材间的焊接位进行预热后，以真空电子束焊机对焊接位进行焊接，使板材以焊接方式与芯材连接形成夹芯板；本发明能以电子束焊接方式制备金属橡胶阻尼夹芯板。

技术领域

本发明涉及焊接工艺领域，尤其是基于真空电子束焊接的金属橡胶阻尼夹芯板制备工艺。

背景技术

随着航空航天、航海化工和核能装备等工业技术的发展，对减振缓冲功能性弹性结构材料综合性能的要求日益增高，通过金属丝编织而成具有空间网状结构的金属橡胶不仅能满足在高低温、大载荷冲击、盐雾等复杂服役环境，还提升了材料的弹性阻尼性能。夹芯结构是由两层较薄的面板和中间较厚的轻质多孔芯层构成，结合了面板和芯层的优异特性，具有轻质、高比强度、高比刚度和耐冲击等优良性能。在能够满足强度和刚度的条件下,使用夹芯材料后结构的减重性能明显提高,同时还能减小噪声和振动产生的危害。研究和制备金属阻尼夹心结构为复合夹芯板高通量的制备工艺链和闭环性能调控提供科学的指导，对发展高性能金属复合功能构件的先进制造技术和理论具有重要意义。

现有的金属橡胶阻尼夹芯板制备方法主要是螺栓连接和胶粘法。这种方法存在的问题和缺陷主要有：

1）胶粘法制备金属阻尼夹芯板，通常是使用胶黏剂将实体金属面板与芯层大面积黏接复合在一起，存在结合强度低、耐高温性能差、腐蚀失效的问题，且承载能力小，易分层。

2）螺栓连接法制备金属阻尼夹芯板，界面结合强度低，产品规格小，工作时受力不均匀容易发生局部失效，使得夹芯板寿命大大降低。

胶粘法和螺栓连接都属于物理连接方式，产品稳定性能差，使用环境具有一定的局限性，极大的限制了大尺寸化的夹芯板的制备和在相关领域的应用。

发明内容

本发明提出基于真空电子束焊接的金属橡胶阻尼夹芯板制备工艺，能以电子束焊接方式制备金属橡胶阻尼夹芯板。

本发明采用以下技术方案。基于真空电子束焊接的金属橡胶阻尼夹芯板制备工艺，所述夹芯板的上面板（13）和下面板（11）均为金属的板材，芯材（12）为以金属丝编织而成的具有空间网状结构的金属橡胶；所述工艺用于以焊接工艺使板材覆于金属橡胶表面以制备高阻尼夹芯板结构，所述工艺包括以下步骤；

A1、以超声波清洗板材和芯材，直至板材和芯材的焊接面处的氧化物和杂质被去除；

A2、对板材与芯材进行装配，并以焊接夹具（8）把板材与芯材固定形成待焊接件，把待焊接件移至真空室（9），以排气装置（10）对真空室抽真空；

A3、对面板板材与芯材间的焊接位（28）进行预热后，以真空电子束焊机对焊接位进行焊接，使板材以焊接方式与芯材连接形成夹芯板。

在步骤A3后还包括以下步骤；

A4、在真空室内对夹芯板进行真空保温；

A5、把完成真空保温的夹芯板取出真空室后，对夹芯板进行急冷淬火。

所述金属橡胶包括有以金属丝编织而成的金属丝螺旋卷结构（29）；在焊接时，所述焊接位处焊接界面的熔深为金属丝螺旋卷直径的1-1.5倍。

所述焊接时的焊接参数优选为；所述真空室的真空度为8×10-2Pa，所述真空电子束焊机采用电子束的电压为60KV，电子束电流3.7mA，焊接速度3mm/min。