[发明专利]一种摩擦焊双连接件及外转摩擦焊空腔板

说明书

本申请公开了一种摩擦焊双连接件及外转摩擦焊空腔板，解决了空腔板双面连接连接件缺少调节自身刚度的调节措施，焊接质量稳定性不足等因素造成空腔板性能不佳的问题，其技术方案要点为摩擦焊双连接件为一端封闭一端开口的筒形，包括封头、筒身和凸环；筒身为中空圆筒状；封头位于筒身一端，并将筒身一端封闭，封头上具有与摩擦焊设备连接的夹持部；凸环位于筒身的另一端，所述凸环从筒身端部垂直于筒身的侧壁沿径向延伸。实现连接件自身的刚度调节，同时解决了空腔双层板内焊接的难点，通过凸环增加了焊缝的面积，能显著提高焊缝强度，并且能够有效防止焊穿面板或基板。

技术领域

本申请涉及空腔板结构领域，尤其涉及空腔板和用于空腔板的双连接件。

背景技术

空腔板是由两侧面板和在面板之间的夹层内设置的连接件构成的一种结构，同时可在夹层内填充混凝土等填充材料形成组合结构。面板和连接件可以为金属、有机材料或玻璃等。空腔板因其质量轻，构造简洁，力学性能优，且可模块化施工，有效节约设计和建造成本，此类结构作为结构板在桥梁、超高层建筑、核电站安全壳、海洋平台等得到广泛应用，甚至机翼、潜艇耐压壳等恶劣受力环境均可运用该构造。

构造空腔板结构时，如何增加两侧面板与连接件、以及内部填充体之间的连接强度，提升结构的整体性，是保证该结构各构件协同工作，发挥各自最大优势的关键。因而，空腔板设计的关键在于连接件的设计以及连接件与外层面板之间连接方式的设计。

现有连接件包括单连接件和双连接件，单连接件仅以一侧的面板固定连接，单连接件制造容易，但是抗剪、抗拉等性能不佳。双连接件为同时和两侧面板均固定连接的连接件，抗剪抗拉等性能大幅优于单连接件，但双连接件往往涉及空腔内焊接，对与整体厚度较小的小空腔板，内部焊接难度大、焊接质量难以保证。其次，现有连接件如栓钉、螺栓等，构造单一，连接件很难调节自身刚度以达到连接件与面板的刚度匹配，刚度不匹配往往会带来面板开裂，或连接件刚度不足而屈曲等问题。

因而在连接件的设计上，一方面需构思对双侧面板均有连接约束的高抗剪连接键，并实现小空腔双面连接，以尽可能减少连接构造后期界面滑移造成的组合结构性能衰减的概率，尽可能向完全组合结构靠拢，另一方面也需对连接件刚度有一定的调节措施，避免连接键数量过少、刚度过大或应力过于集中，使得在协调变形的应力重分布过程中，尽可能达成各连接键的应力趋近或平衡。同时由于连接件数量众多，需要大量到成千上万的焊接或连接，如何兼顾大量连接键的焊接或连接的成本、效率及质量稳定性，也成为双钢板结构的设计中的难题。本专利即为解决此难题而研发。

发明内容

本申请的发明目的是针对现有技术中空腔板双面连接连接件缺少调节自身刚度的调节措施，焊接质量稳定性不足等因素造成空腔板性能不佳的问题，提供了一种摩擦焊双连接件，实现连接件自身的刚度调节，同时解决了空腔双层板内焊接的难点，通过凸环增加了焊缝的面积，能显著提高焊缝强度，并且能够有效防止焊穿面板或基板。

为了实现上述发明目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请第一方面，提供了一种摩擦焊双连接件，包括筒身、封头和凸环；

所述筒身为中空圆筒状；

所述封头位于筒身一端，并将筒身一端封闭，所述封头具有夹持部和限位部；

所述凸环位于筒身的另一端，所述凸环从筒身端部沿垂直于筒身侧壁的方向向内和/或向外延伸。

作为优选，所述限位部的外径沿双连接件的轴线方向变化。限位部后摩擦焊时通过与面板通孔匹配，限制面板与基板的相对移动，既能够承担摩擦焊的顶紧力，将作用与面板的力传递到另一端，使得双连接件两端的同时压紧，同步焊接，既保证了焊接条件一致，又能够自由的旋转，并且形成将塑性熔融物挤出界面的条件，形成致密焊接界面。