[发明专利]一种双曲率金属蜂窝板制备方法

说明书

本发明公开了一种双曲率金属蜂窝板制备方法，属于金属板或管、棒或型材的基本无切削加工或处理领域，本发明的方法主要包括：金属板切割，隔离剂喷涂，金属板层叠焊接，层叠金属板拉伸，以及校形钎焊的步骤；本发明方法可以有效减少双曲率蜂窝板成形时弯曲力对蜂窝芯以及焊缝造成的影响；成形的蜂窝芯胞体法向与曲面垂直，蜂窝板各处力学性能较为平均；同时利用扩散连接拉伸法进行制备，蜂窝芯的连接紧密，生产效率高。

技术领域

本发明属于金属板或管、棒或型材的基本无切削加工或处理领域，具体是一种金属制成的具有特定形状的蜂窝芯的制备方法。

背景技术

蜂窝板又称蜂窝夹层结构，是一种应用广泛的复合结构，与普通金属板相比，金属蜂窝板的比强度，隔热隔音和减振性能都有着明显的优势。蜂窝板在航空器外壳，隔热板以及航空发动机等部位具有广泛的应用前景，但其构件多为复杂曲率构件，这对金属蜂窝板构件的制造技术提出了极高要求。

目前，已经有一些方法制备带曲率蜂窝芯以及蜂窝板。CN106903357A公开的专利申请中采用切削加工的方式对平面蜂窝芯进行加工，通过去除一部分结构来得到曲面蜂窝芯，为了减少切削时蜂窝芯的受力以及变形，设计了一种新型的加工工艺，通过采用新型刀具，设计刀具的角度和切削路径等，使加工过程对蜂窝芯的损伤降到最低，同时延长了刀具寿命，提高了加工效率。该专利通过改进工艺进行加工，得到了质量较好的曲面蜂窝芯，但是由于是从平面蜂窝芯切割而来，蜂窝芯胞体的法向一致，与曲面并不垂直，在焊接面板后曲面各区域性能并不相同。

CN110014058A公开的专利申请中利用滚弯的方式成形单曲率蜂窝板。首先制备平面蜂窝芯并连接面板得到蜂窝板，将平面蜂窝板送入对称三轴滚弯机进行滚弯，将平面蜂窝板加工成带曲率蜂窝板。该专利将平面蜂窝板直接加工成曲面蜂窝板，通过蜂窝芯的变形，单个蜂窝芯胞体的法向与曲面垂直，曲面蜂窝芯各处性能较为一致，但该方法在蜂窝板焊接完成以后进行弯曲，弯曲时蜂窝芯的受力会作用在面板与蜂窝芯的焊缝上，对焊缝造成影响，同时蜂窝芯本身也可能会发生失稳起皱。

CN102950820A公开的专利申请中通过设计蜂窝成形带的形状，将特定形状的成形带折叠成蜂窝的波纹形状，通过将多层折叠好的成形带进行连接。由于成形带尺寸形状经过设计，折叠连接后可使蜂窝芯呈现出单曲率的外形，蜂窝胞体形状为六棱台，胞体法向与曲面垂直，蜂窝芯成形时受力较小，但该种方法只能成形出单曲率蜂窝芯，而且加工效率较低。

对于采用上述方法进行制备的蜂窝板，其可能会出现曲面强度分布不均匀或者蜂窝出现缺陷的情况，同时在双曲率面的制备上存在一定的局限。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，公开了一种双曲率金属蜂窝板制备方法，本发明的方法采是用扩散连接拉伸法进行双曲率蜂窝芯的制备，该方法可以制备双曲率六边形金属蜂窝芯，增强蜂窝芯板料之间连接处的连接强度，减小双曲率蜂窝板制备时的结构内部应力，优化双曲率蜂窝板力学性能，能够降低蜂窝芯制备的模具成本，提高生产效率。

本发明是这样实现的：

本发明的一种双曲率金属蜂窝板制备方法，其主要包括：金属板切割，隔离剂喷涂，金属板层叠焊接，层叠金属板拉伸，以及校形钎焊的步骤。具体为：

步骤一、根据制备的双曲率蜂窝板外形，以双曲率蜂窝板的曲率为基础切割金属板；

步骤二、将切割好的金属板按照特定喷涂方式进行隔离剂的喷涂并层叠，为了配合扩散连接和蜂窝芯加工特性而设计的喷涂方式，其可以最大程度保证连接的质量；将层叠好的金属板送入真空扩散连接机床中进行扩散连接，连接完成后取出层叠金属板；采用真空扩散连接的方式连接质量好，连接处焊缝紧密，焊缝强度与母材相当，且可进行多处同时焊接，提高了生产效率；步骤三、对取出层叠金属板进行拉伸，使其呈现自然双曲率外形；由于切割的金属板的形状，拉伸后蜂窝芯胞体呈现六棱台的形状，其组成的蜂窝芯会自然呈现出双曲率的形状，在后续加工时蜂窝芯的受力较小；