[发明专利]一种高强吸能蜂窝组合结构及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强吸能蜂窝组合结构及其制备方法，本发明的高强吸能蜂窝组合结构，采用塑性好、强度高的不锈钢或高温合金来提高吸能蜂窝结构的抗变形能力，先预压缩单块吸能蜂窝结构，再组合钎焊的方式制造吸能蜂窝结构组合件可以有效保证吸能蜂窝结构压缩过程迭代变形的稳定性；采用钎焊方法来保证蜂窝芯格壁间的连接强度，通过多块吸能蜂窝的组合钎焊，来满足大型高速列车、大型船舶及飞机防坠撞结构防撞、吸能方面使用需求。

技术领域

本发明涉及一种高强吸能蜂窝组合结构及其制备方法，属于蜂窝芯的焊接成形技术领域。

背景技术

随着高铁技术的不断进步，高铁速度已达到300km/h以上，高铁碰撞事故会造成重大的人员伤亡和巨大的经济损失，碰撞事故一旦发生，冲击能量一般会几种列车头部，因此对于列车端部的吸能装置的设计显得尤为重要。蜂窝结构一种均匀的正六边形几何形状，可以很好的分散外力，相互支撑，是一种完美的力学结构，作为一种吸能结构有着广泛的应用，其通过芯格壁的迭代变形来吸收能量，起到防撞、抗冲击作用。

目前对于高铁列车头部吸能装置一般都采用铝合金的吸能蜂窝结构，常用规格铝合金吸能蜂窝结构抗冲击平台强度一般为10MPa以下，无法满足抗冲击性能要求，采用大密度的铝合金蜂窝结构，由于一般采用胶接方法制造，在高速冲击条件下，胶接界面强度不足，界面容易开胶，导致其不能有效起到吸能、抗冲击作用，为此必须采用强度更高、抗变形能力更好的高温合金吸能蜂窝结构来提高抗冲击性能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高强吸能蜂窝组合结构及其制备方法。本发明克服了传统铝合金蜂窝抗冲击能力弱，胶接界面强度不足，无法满足高铁高速冲击防撞要求的缺点，提出一种强度更高、抗变形能力更好的吸能蜂窝组合结构，可以更好满足高速列车、大型船舶及飞机防坠撞结构防撞、吸能方面使用需求。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下方案实现：

一种高强吸能蜂窝组合结构的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、蜂窝材料为不锈钢或高温合金，芯格为正六边形，蜂窝芯体的波纹带先采用滚轮滚压成形，后采用模具校形方法保证波纹带尺寸精度，采用电阻点焊方法对蜂窝进行拼焊，拼焊过程中在波纹带中间加焊料方式保证每个芯格之间的焊合率；

步骤二、将蜂窝芯体1与上面板3和下面板4进行组合装配钎焊方法连接，蜂窝芯体1与上面板3之间以及蜂窝芯体1和下面板4之间均使用镍基焊料2进行钎焊，得到吸能蜂窝结构；

步骤三、将钎焊后的单块吸能蜂窝结构采用压力机进行预压缩，再将多个单块吸能蜂窝结构进行组合装配，再进行钎焊后得到最终需求的高强吸能蜂窝组合结构。

在一个优选的技术方案中，所述的蜂窝壁厚为0.08mm~0.15mm，蜂窝芯格尺寸为3.2mm~8.0mm，蜂窝高度大于180mm。

在一个优选的技术方案中，所述的钎焊温度为1020~1160℃，保温时间10~120min。

上述高强吸能蜂窝组合结构的制备方法制备得到的高强吸能蜂窝组合结构。

本发明的技术效果如下：

针对大高度、小芯格蜂窝芯体拼焊过程易产生的错位问题，提出先滚轮成形后校形方法，有效提高了波纹带的成形尺寸精度，提高了蜂窝芯格壁间的连接质量，避免了压缩试验过程的芯格壁界面开焊问题；

先预压缩单块吸能蜂窝结构，再组合钎焊的方式制造吸能蜂窝结构组合件可以有效保证吸能蜂窝结构压缩过程迭代变形的稳定性；

采用钎焊的不锈钢、高温合金吸能蜂窝结构代替铝合金吸能蜂窝结构，有效提高了吸能蜂窝结构的抗变形能力，抗压缩平台强度达到20MPa以上，是铝合金吸能蜂窝结构的2倍以上。

附图说明