[发明专利]一种钛合金胶接三明治结构板及其制造方法

说明书

一种钛合金胶接三明治结构板，包括上面板、下面板、位于二者之间的多个波纹板，上面板、下面板及波纹板均为钛合金板或纯钛板；多个波纹板胶接形成蜂窝芯体，相邻的两个波纹板呈相对布置；蜂窝芯体的上端面与上面板胶接、下端面与下面板胶接，使蜂窝呈封闭状。本发明采用胶接工艺制造的三明治结构板能够在减轻板材重量的同时，使其兼具良好的耐腐蚀、抗冲击性、吸能及电磁屏蔽性能。

技术领域

本发明属于金属结构材料技术领域，特别涉及一种钛合金胶接三明治结构板及其制造方法。

背景技术

目前，船舶、车辆等制造领域在要求构件材料力学性能的同时，也日益追求材料的轻质和耐腐蚀性能。因此，三明治结构板的研发和优化日益迫切，即两层面板之间夹一层蜂窝芯组成的复合板。由于铝箔塑性高、成本低，可经胶接后直接拉伸形成蜂窝芯，因此金属三明治结构板现多选用铝材。但铝合金强度低且在含有Cl^-的溶液中极易被腐蚀，因此不足以应用于某些高端装备或服役于海洋环境。

发明内容

针对现有三明治结构板存在的不足，本发明的目的在于提出一种采用钛或钛合金通过胶接工艺制造三明治结构板的方法。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种钛合金胶接三明治结构板的制造方法，包括以下步骤：

(1)采用纯钛材料或钛合金材料制作上面板、下面板，采用纯钛箔或钛合金箔轧制或冲压成波纹板；

(2)对上面板的底面、下面板的顶面及波纹板上的胶接面分别进行表面除油，然后对其进行喷砂；

(3)采用环氧树脂胶将多个波纹板粘接形成端面为蜂窝状的蜂窝芯体；

(4)采用环氧树脂胶将蜂窝芯体的上端面与上面板粘接、下端面与下面板粘接，而后进行固化，固化温度为20～180℃、固化时间为0～7d、固化应力为0.01～0.5Mpa；

(5)环氧树脂胶固化使上面板、蜂窝芯体、下面板依次粘接固定为一体，制得成品。

进一步的，在步骤(1)中采用纯钛箔或钛合金箔轧制或冲压成半正六边形波纹板，多个半正六边形波纹板粘接形成端面为正六边形蜂窝状的蜂窝芯体。

进一步的，每个半正六边形波纹板的高度为10～20mm、壁厚为0.02～0.1mm、用于形成蜂窝的边长为0.5～10mm。

进一步的，在步骤(2)中所述胶接面包括波纹板的顶面、底面及凹部的背面。

进一步的，在步骤(1)中上面板的厚度为0.05～1mm，下面板的厚度为0.05～1mm。

本发明的目的还采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种钛合金胶接三明治结构板，包括上面板、下面板、位于二者之间的多个波纹板1，所述上面板、下面板均为钛合金板或纯钛板；每个波纹板为钛合金板或纯钛板，多个波纹板1胶接形成蜂窝芯体4，相邻的两个波纹板1呈相对布置；蜂窝芯体4的上端面与上面板胶接、下端面与下面板胶接，使蜂窝呈封闭状。

进一步的，上面板、下面板之间具有多个半正六边形波纹板，每个半正六边形波纹板的高度为10～20mm、壁厚为0.02～0.1mm、用于形成蜂窝的边长为0.5～10mm；多个半正六边形波纹板胶接形成端面为正六边形蜂窝状的蜂窝芯体。

进一步的，上面板、下面板的厚度均为0.05～1mm。

借由上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、三明治结构板的上面板、下面板为纯钛板或钛合金板，蜂窝芯体由纯钛箔或钛合金箔轧制或冲压而成的波纹板胶接而成，能够在减轻板材重量的同时，使其兼具良好的耐腐蚀、抗冲击性、吸能及电磁屏蔽性能。