[發(fā)明專利]嵌入阻尼薄膜的金屬夾層板制作工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510520606.2
• 申請日: 2015-08-24
• 公開（公告）號: CN105109146B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁森;段風海;付小靜
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學
• 主分類號: B32B15/04
• 分類號: B32B15/04;B32B7/04;B32B7/08;B32B37/00
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業(yè))37240
• 代理人: 崔同磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是振動噪聲控制和功能材料的交叉研究領(lǐng)域，尤其是一種使用摩擦焊接和/或點焊機焊接的新工藝來制作嵌入阻尼薄膜的金屬夾層板結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的金屬材料及結(jié)構(gòu)已不能滿足飛行器高剛度、大阻尼性能的設(shè)計要求。在金屬薄板間嵌入阻尼薄膜就形成一種新的阻尼嵌入結(jié)構(gòu)，它是在保持傳統(tǒng)金屬板材力學性能基礎(chǔ)上提出一種具有高阻尼減振降噪性能的新結(jié)構(gòu)，是一類將兩種以上不同性質(zhì)的材料通過焊接點或焊接線結(jié)合在一起的多相固體材料，從它的組成和結(jié)構(gòu)上分析，其中有一相在層內(nèi)是連續(xù)的稱為基體如金屬薄板，而另一相是各向同性的粘彈性阻尼材料。

申請人在先申請的嵌入式共固化穿孔阻尼薄膜和網(wǎng)格阻尼薄膜復合材料結(jié)構(gòu)中，其阻尼材料與基體材料的連接主要用共固化工藝靠化學鍵（即化學反應形成IPN結(jié)構(gòu)）及材料之間的物理溶合實現(xiàn)界面之間的連接，從而制成嵌入式共固化阻尼復合材料結(jié)構(gòu)。但這種結(jié)構(gòu)僅僅限于制作樹脂基復合材料，對于金屬板材要提高其構(gòu)件的阻尼性能通常只能使用被動阻尼處理的方法，包括自由阻尼結(jié)構(gòu)、約束阻尼結(jié)構(gòu)和阻尼插入結(jié)構(gòu)，而這三種辦法都屬于事后處理，往往受到結(jié)構(gòu)尺寸、空間和重量等諸多因素的限制，并且在使用中還容易出現(xiàn)剝離、脫落等現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種嵌入阻尼薄膜的金屬夾層板制作工藝，該工藝靠點焊機在焊接位置上的壓力和高溫，使局部阻尼層變薄位置處粘彈性材料先燃燒氣化，同時也使阻尼層變薄位置上的金屬層之間間隙變小，形成局部放電通道，在層界面之間的局部金屬就熔化在一起，冷卻后金屬夾層板的上下面就局部地連接在一起，制成嵌入阻尼薄膜的金屬夾層板結(jié)構(gòu)。注意制作該阻尼薄膜金屬夾層板構(gòu)件時，最后必須使用點焊機的線焊縫把構(gòu)件的周邊完全連接起來，從而使嵌入阻尼薄膜的金屬夾層板中的阻尼材料被封閉在一個單獨空間中，防止阻尼薄膜周邊長期暴露在所使用的環(huán)境中而老化脫落。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種嵌入阻尼薄膜的金屬夾層板制作工藝，包括以下步驟：

1）設(shè)計嵌入阻尼薄膜的金屬夾層板結(jié)構(gòu)，每層阻尼薄膜厚度小于2mm；

2）制作阻尼薄膜；

3）將金屬板材與阻尼薄膜按照設(shè)計要求進行鋪設(shè)；將阻尼薄膜敷設(shè)在金屬板材上，然后鋪設(shè)好上蒙皮金屬板材，當要制成多層阻尼薄膜的金屬夾層板結(jié)構(gòu)時，可以重復上述鋪設(shè)過程，直到滿足設(shè)計要求為止。

4）調(diào)整點焊機的工藝參數(shù)并選擇相對應的點焊工藝模具，焊接點或/和線上的工藝壓力，要大于純點焊金屬板材時的焊接點或/和線工藝壓力；焊接點或/和線處電壓要大于純點焊金屬板材時的點焊接電壓；通過焊接點的壓力，使夾在金屬板材之間的阻尼薄膜層變薄，在外接電場的作用下，阻尼薄膜層變薄位置被擊穿，產(chǎn)生放電通道，形成局部高溫，這樣變薄的阻尼薄膜處就會先燃燒氣化，同時也使阻尼層變薄位置上的金屬層之間間隙變小，形成局部放電通道，在壓力和高溫的作用下，在層界面之間的局部金屬就熔化在一起；

5）點焊加工冷卻后，金屬夾層板的上下面就局部地連接在一起，形成阻尼金屬夾層板。

所述步驟1）中嵌入阻尼薄膜的金屬夾層板結(jié)構(gòu)為單層阻尼金屬板夾芯結(jié)構(gòu)，或者是大于等于兩層的阻尼金屬板夾芯結(jié)構(gòu)。

所述步驟1）中每層阻尼薄膜可以為穿孔阻尼結(jié)構(gòu)，或網(wǎng)格阻尼結(jié)構(gòu)，或穿孔與網(wǎng)格相組合阻尼結(jié)構(gòu)。

所述步驟3）中金屬板材要平整，根據(jù)需要金屬板材是同種材料的金屬板材，或者是不同種材料的金屬板材，力學性能較弱的金屬板材設(shè)計在靠近中性層的位置，力學性能較強的金屬板材設(shè)計在遠離中性層的位置，當使用不同種材質(zhì)的金屬板材時，要注意防止電化學的腐蝕作用。

所述步驟4）中，采用焊點連接嵌入阻尼薄膜的金屬夾層板結(jié)構(gòu)時，使用焊出點連接的點焊機；

所述步驟4）中，采用焊線連接嵌入阻尼薄膜的金屬夾層板結(jié)構(gòu)時，使用焊出線連接的點焊機。

所述步驟4）中的點焊工藝模具，對于穿孔阻尼結(jié)構(gòu)連接的模具，所述模具與工件接觸部位的尺寸為焊接后圓點直徑的1.1到1.5倍，面板厚的取上限，面板薄的取線下限，這里的厚度是所有面板的厚度之和。

所述步驟4）中的點焊工藝模具，對于網(wǎng)格阻尼結(jié)構(gòu)連接的模具，所述模具與工件接觸部位的尺寸是焊接位置網(wǎng)格間距的1.1到1.5倍，面板厚的取上限，面板薄的取線下限，這里的厚度是所有面板的厚度之和。