一种基于搅拌摩擦焊连接的泡沫铝夹芯板的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112959012A(43)申请公布日2021.06.15(21)申请号202110259042.7(22)申请日2021.03.10(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路三号巷11号(72)发明人祖国胤穆永亮苏喜喜孙溪黄鹏冯展豪高强(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人梁焱(51)Int.Cl.B23P15/00(2006.01)B23K20/12(2006.01)B22F3/11(2006.01)B22F7/08(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于搅拌摩擦焊连接的泡沫铝夹芯板的制备方法(57)摘要一种基于搅拌摩擦焊连接的泡沫铝夹芯板的制备方法，包括以下步骤:（1）制备两个泡沫铝夹芯板预制体；（2）进行表面处理；（3）将两个表面处理预制体的垂直于水平面的端面对接；（4）进行搅拌摩擦焊接，搅拌针的转速为400~1200rpm，焊接速度为100~200mm/min；（5）将焊接预制体置于加热炉中进行发泡。本发明的方法可以制备面板结合强度高的泡沫铝夹芯板焊接预制体，可制备出大尺寸、整体膨胀率高、面板平整度好且芯层泡孔连续性好的泡沫铝夹芯板；本发明的方法工艺路线简单，可以规模化生产。CN112959012ACN112959012A权利要求书1/1页1.一种基于搅拌摩擦焊连接的泡沫铝夹芯板的制备方法，包括以下步骤：（1）制备两个泡沫铝夹芯板预制体：准备金属粉末和发泡剂氢化钛，混合后制成芯层合金粉末，然后向管状型腔内装填，对管状型腔进行密封，进行冷轧‑烧结‑热轧，裁边处理；每个泡沫铝夹芯板预制体由芯层粉体及其两侧的上表层面板和下表层面板组成；两个泡沫铝夹芯板预制体的厚度相同；每个泡沫铝夹芯板预制体均有一个垂直于水平面的端面；其特征在于：（2）对两个泡沫铝夹芯板预制体进行表面处理，获得两个表面处理预制体；（3）将两个表面处理预制体的垂直于水平面的端面对接，使两个上表层面板的一个侧边相连接，两个下表层面板的一个侧边相连接；相连接的两个上表层面板的厚度相同，相连接的两个下表层面板的厚度相同；（4）采用搅拌摩擦焊机分别对两个上表层面板连接处和两个下表层面板连接处进行搅拌摩擦焊接，搅拌针的转速为4001200rpm，焊接速度为100200mm/min，轴肩压~~下量为0.1~0.2mm，获得焊接预制体；焊接接头为对接接头，焊缝为线性焊缝；（5）将焊接预制体置于加热炉中进行发泡，制成泡沫铝夹芯板。2.根据权利要求1所述的基于搅拌摩擦焊连接的泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在1mm。于步骤（1）中，上表层面板和下表层面板的厚度为1.0~2.13.根据权利要求1所述的基于搅拌摩擦焊连接的泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于步骤（4）中，搅拌摩擦焊机的搅拌针材质为H13模具钢，搅拌针的轴肩直径为12~18mm，搅拌针的长度为0.8~2.5mm。4.根据权利要求1所述的基于搅拌摩擦焊连接的泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于步骤（4）中，进行搅拌摩擦焊接时，搅拌摩擦焊机的搅拌针压入保压时间为3~5s，提起保压时间为1~2s。5.根据权利要求1所述的基于搅拌摩擦焊连接的泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于步骤（4）中，进行搅拌摩擦焊接时，搅拌摩擦焊机的搅拌针倾斜角度为1~3。6.根据权利要求1所述的基于搅拌摩擦焊连接的泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于步骤（5）中，将焊接预制体的上下表面涂覆石墨，用于发泡时均匀吸热，然后置于加热炉内进行发泡。7.根据权利要求1所述的基于搅拌摩擦焊连接的泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于步骤（5）中，先将加热炉升温至620~630℃，然后将焊接预制体置于加热炉内，在540~620℃条件下进行发泡，时间为15~20min，最后取出空冷至常温。2CN112959012A说明书1/5页一种基于搅拌摩擦焊连接的泡沫铝夹芯板的制备方法技术领域[0001]本发明属于泡沫铝夹芯板制备技术领域，具体涉及一种基于搅拌摩擦焊连接的泡沫铝夹芯板的制备方法。背景技术[0002]泡沫铝夹芯板作为一种新兴的多孔复合材料，相较于传统金属材料，具有很多独特的理化性能，如质轻、比刚度和比强度高、较佳的吸能、吸声隔声及电磁屏蔽性能等;该材料经过特殊设计及装配，可作为一种集结构性与功能性为一体的材料；该类材料在航空航天、交通运输领域中的轻量化设计，应用于城市建设及发动机隔板类的消声结构，以及利用其吸能特性制造车辆防撞梁及装甲车底盘等，均具有很高的应用价值和发展前景。[0003]近年来，泡沫铝夹芯板材料受到越来越多的重视，对于其工艺的探索不断深入和发展，其制备方法主要包括胶粘法、熔体发泡法、粉末冶金法、渗流铸造