[發明專利]一種高強吸能蜂窩組合結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201611192630.9
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN108372393A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 岳喜山;靜永娟;高興強;蘇頔瑤
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B23P15/24
• 分類號: B23P15/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種高強吸能蜂窩組合結構及其制備方法，本發明的高強吸能蜂窩組合結構，采用塑性好、強度高的不銹鋼或高溫合金來提高吸能蜂窩結構的抗變形能力，先預壓縮單塊吸能蜂窩結構，再組合釬焊的方式制造吸能蜂窩結構組合件可以有效保證吸能蜂窩結構壓縮過程迭代變形的穩定性；采用釬焊方法來保證蜂窩芯格壁間的連接強度，通過多塊吸能蜂窩的組合釬焊，來滿足大型高速列車、大型船舶及飛機防墜撞結構防撞、吸能方面使用需求。

技術領域

本發明涉及一種高強吸能蜂窩組合結構及其制備方法，屬于蜂窩芯的焊接成形技術領域。

背景技術

隨著高鐵技術的不斷進步，高鐵速度已達到300km/h以上，高鐵碰撞事故會造成重大的人員傷亡和巨大的經濟損失，碰撞事故一旦發生，沖擊能量一般會幾種列車頭部，因此對于列車端部的吸能裝置的設計顯得尤為重要。蜂窩結構一種均勻的正六邊形幾何形狀，可以很好的分散外力，相互支撐，是一種完美的力學結構，作為一種吸能結構有著廣泛的應用，其通過芯格壁的迭代變形來吸收能量，起到防撞、抗沖擊作用。

目前對于高鐵列車頭部吸能裝置一般都采用鋁合金的吸能蜂窩結構，常用規格鋁合金吸能蜂窩結構抗沖擊平臺強度一般為10MPa以下，無法滿足抗沖擊性能要求，采用大密度的鋁合金蜂窩結構，由于一般采用膠接方法制造，在高速沖擊條件下，膠接界面強度不足，界面容易開膠，導致其不能有效起到吸能、抗沖擊作用，為此必須采用強度更高、抗變形能力更好的高溫合金吸能蜂窩結構來提高抗沖擊性能。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種高強吸能蜂窩組合結構及其制備方法。本發明克服了傳統鋁合金蜂窩抗沖擊能力弱，膠接界面強度不足，無法滿足高鐵高速沖擊防撞要求的缺點，提出一種強度更高、抗變形能力更好的吸能蜂窩組合結構，可以更好滿足高速列車、大型船舶及飛機防墜撞結構防撞、吸能方面使用需求。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下方案實現：

一種高強吸能蜂窩組合結構的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟一、蜂窩材料為不銹鋼或高溫合金，芯格為正六邊形，蜂窩芯體的波紋帶先采用滾輪滾壓成形，后采用模具校形方法保證波紋帶尺寸精度，采用電阻點焊方法對蜂窩進行拼焊，拼焊過程中在波紋帶中間加焊料方式保證每個芯格之間的焊合率；

步驟二、將蜂窩芯體1與上面板3和下面板4進行組合裝配釬焊方法連接，蜂窩芯體1與上面板3之間以及蜂窩芯體1和下面板4之間均使用鎳基焊料2進行釬焊，得到吸能蜂窩結構；

步驟三、將釬焊后的單塊吸能蜂窩結構采用壓力機進行預壓縮，再將多個單塊吸能蜂窩結構進行組合裝配，再進行釬焊后得到最終需求的高強吸能蜂窩組合結構。

在一個優選的技術方案中，所述的蜂窩壁厚為0.08mm~0.15mm，蜂窩芯格尺寸為3.2mm~8.0mm，蜂窩高度大于180mm。

在一個優選的技術方案中，所述的釬焊溫度為1020~1160℃，保溫時間10~120min。

上述高強吸能蜂窩組合結構的制備方法制備得到的高強吸能蜂窩組合結構。

本發明的技術效果如下：

針對大高度、小芯格蜂窩芯體拼焊過程易產生的錯位問題，提出先滾輪成形后校形方法，有效提高了波紋帶的成形尺寸精度，提高了蜂窩芯格壁間的連接質量，避免了壓縮試驗過程的芯格壁界面開焊問題；

先預壓縮單塊吸能蜂窩結構，再組合釬焊的方式制造吸能蜂窩結構組合件可以有效保證吸能蜂窩結構壓縮過程迭代變形的穩定性；

采用釬焊的不銹鋼、高溫合金吸能蜂窩結構代替鋁合金吸能蜂窩結構，有效提高了吸能蜂窩結構的抗變形能力，抗壓縮平臺強度達到20MPa以上，是鋁合金吸能蜂窩結構的2倍以上。

附圖說明