CN105579340A - 用于制造层状结构面板的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造层状结构面板的方法，该层状结构面板包括第一金属板(1)、第二金属板(2)和介于其之间的隔音层(3)。第一金属板和第二金属板通过多个局部焊接接头被互相连接，局部焊接接头分散在层状结构面板上，并且延伸穿过隔音层的区域。焊接接头通过螺柱焊接被形成，其中，其中一个金属板被设置有焊接口(4)，并且焊针(7)被推动穿过隔音层，抵靠在另一金属板上。焊接接头还可通过点焊接被形成，其中，使用点焊接设备使得两个金属板电连接，并且金属板以形成互相的电接触的方式被局部地朝向彼此按压。

Description

用于制造层状结构面板的方法
本发明涉及一种用于制造层状结构面板的方法。特别地，其涉及在造船中使用的带有隔音特性的结构面板。
迄今为止，船的船头、甲板和舱壁通常由5至8毫米的钢材/铝材制成。特别地，在由这种板材制成的船舶中，引擎、空调和其他设备的振动传播得很远。为了减轻振动，目前使用“隔声贴”抵靠船的金属壁和甲板。金属“瓦”被粘贴于该贴上。整个方法被已知为“约束层阻尼”。在造船期间该已知的方法在船坞需要大量的“现场”人工作业。
本发明基于提供组成“约束层阻尼”面板的结构板的理念。例如，根据该理念，8毫米的钢板现在被设置为包括两个钢板和介于其之间的薄的(例如，薄于1毫米)的中间层(例如，粘弹性的)的层压板(组件)，钢板具有对称(例如，两个4毫米)或不对称(例如，3毫米和5毫米)的结构。因此，板组件的总厚度几乎没有或者根本没有变化。测试表示，与现有方法(现场粘贴瓦)相比较，该层状材料的阻尼特性显著地更好。然而，有一个问题是，当船上着火时，中间层可破裂(粉碎)且失去它的附着性。该可能的脱层使得层状金属面板显著地变弱，导致该特别的结构在着火期间失效。
为了防止失效，提供一种方法，其在两个金属板之间产生分布在它们的表面上的机械连接点，在着火期间不论存在中间层的任何瓦解，该机械连接点都保持了层压板的稳定性。所需要的是，机械连接被盲孔地实现，以便没有穿过且进入到船的外侧壁、内侧壁和甲板的孔产生。
因此，提供用于制造层状结构面板的方法，该层状结构面板包括第一金属板、第二金属板和介于其之间的隔音层，隔音层优选地是粘弹性的，其中，第一金属板和第二金属板通过多个局部焊接接头互相连接，局部焊接接头(或多或少规律地)分散在层状结构面板上，并且焊接接头延伸穿过隔音层的区域。
在用于制造层状结构面板的方法的第一优选实施方式中，该层状结构面板包括第一和第二金属板和介于金属板之间的隔音层，局部焊接接头通过螺柱、焊针或线焊接被形成。
第一优选的方法优选地包括下列步骤：
设置所述第一金属板、隔音层和第二金属板，其中第二金属板在设置焊接接头的位置已经被设置有或被设置有开口，该开口下文中被称为焊接口；
设置电螺柱焊接或其他适合的焊接电流源，其第一焊接电流连接部被电连接到第一金属板和/或第二金属板，并且设备进一步被设置有焊针或焊接螺柱(在下文中，被称为焊针)，其与第二焊接电流连接部连接，焊针具有比焊接口的横截面更小的横截面；
对每个焊接口都执行螺柱焊接动作，其中，焊针被插入到焊接口中，随后被推动穿过下面的隔音层，并且被按压到第一金属板的金属表面上，使得焊接电流流过焊针和第一金属板，从而通过焊接电流将焊针和第一金属板的金属熔化且接合在一起，继续螺柱焊接动作，直到在焊针和焊接口之间的空间至少大部分被焊针和第一和/或第二金属板的熔化金属填充。
在根据本发明的方法的第二优选实施方式中，局部焊接接头通过点焊接被形成。
第二优选的方法优选地包括下列步骤：
设置所述第一金属板、隔音层和第二金属板，
设置电点焊接设备，并且随后对每个局部焊接接头执行点焊接动作，其中使得第一和第二金属板与点焊接设备的第一和第二焊接电流连接部电连接，并且例如通过在预定的焊接接头的位置使用至少一个点焊接电极或任何其他的点压力体，第一和第二金属板被局部地朝向彼此按压，使得互相的电接触被形成，以便在金属片之间产生局部焊接电流，并且两个金属板在这些位置被焊接到一起。
当通过一个或两个点压力部件或点焊接电极按压(凹进)金属片时，中间的隔音层(优选地粘弹的)被局部地从金属板之间被压掉，以便金属板彼此电接触。在将金属板焊接在一起的焊接电流(由电焊接设备供应)出现期间，在紧邻焊接位置中的隔音层可烧毁且/或挥发。
为了进一步增强点焊接工艺的可靠性，优选地至少在焊接接头的预定的位置使用隔音层，例如，通过将导电粒子混合到隔音材料中，隔音层具有非电绝缘性，或换言之，或多或少具有电传导特性。
作为具有电传导特性的隔音材料的使用的替换方式，可使用在预定的点焊接接头的位置包括开口的隔音层，通过该开口，金属板被互相压靠，以便在板之间获得互相的电接触。
总之，在本方法的第一优选实施方式中，使用焊接螺柱(或焊针或焊丝的端部)，焊接螺柱被插入到开口中，开口预先被设置在其中一个金属板中，并且也可选地被设置在隔音层中，之后，这些开口通过焊接被封闭；而在第二优选实施方式中，使用点焊接(不使用焊接螺柱、棒或焊丝)，其中，金属板每个都被连接到电流源的端子，并且在预定的连接位置被互相压靠，以提供互相接触，并且大致地将板焊接在一起。
优选地，在应用局部焊接接头之前或之后，无论是否集成在一起，两个金属板的外边缘被焊接在一起。通过使用通过根据本发明的方法获得层状结构面板能获得显著的重量的减轻(高达每平方米19千克)，并且加强了噪声的降低(见图5)，并且大量地节省了劳动力。另外，能够将该层状结构面板应用到整个构造(例如，船舶)，其包括诸如甲板、船的壁等的负载支承构造。
下面将参考下列附图的描述更详细地讨论本发明。
图1a至h示意性地示出了根据本发明的方法的第一优选实施方式；
图2a至f示意性地示出了根据本发明的方法的第二优选实施方式；
图3a至f示意性地示出了根据本发明的方法的第二优选实施方式的可选的精制产品。
图4a至f示意性地示出了第二优选实施方式的相同的可选的精制产品，然而是在略微不同的实施方式中；
图5示出了通过本发明实现的噪声减小的曲线图。
图1a至h逐步地示出了用于制造层状结构面板的根据本发明的方法，层状结构面板包括第一金属板1、第二金属板2和介于金属板之间的隔音层3。更进一步，设置有金属连接构件7，在执行该方法之后金属连接构件7延伸穿过隔音层3，并且在第一和第二金属板之间形成牢固的(且耐火的)连接。
本方法的图1a至h中示出的实施方式包括:
设置所述第一金属板1、隔音层3和第二金属板2，其中第二金属板在局部焊接接头将被固定的位置(图1a至b)处(先前)已设置或(之后)被设置有开口，下文中，该开口被称为焊接口4。如图1a至b所示，焊接口4能在将两个金属板1和2放在一起之前，也能在将板组合之后被设置。
设置电螺柱焊接设备(未示出)，其第一焊接电流连接部(通常是接地连接部5)被电连接到第一金属板1和/或第二金属板2(图1c)。
设置具有比焊接口4的横截面更小的横截面的金属焊针7(图1c)。
对每个焊接口4执行螺柱焊接动作，其中焊针7的自由外端部7a(下外端部)被插入到焊接口中，并且随后被推动穿过下面的隔音层3且被压到第一金属板1的金属表面上(图1d)。可能需要给焊针7设置点燃点7b，然而，特别地因为隔音层具有粘性特性，这个特征不是必须的。焊针7被电连接到电焊接设备的第二焊接电路连接部6，以便在螺柱焊接设备启动之后，螺柱焊接设备供应焊接电流，焊接电流流过焊针7和第一金属板1。结果是，焊接电流造成焊针7和第一金属板1的金属熔化，并且最初在焊针7的外端部和第一金属板的(顶)表面之间的区域8中，这些熔化的金属接合在一起(图1e)。
继续由焊接电流和在焊针7上的压力(见向下的箭头)产生的螺柱焊接动作，借此在焊针7和焊接口4之间的(侧部)空间9也被来自焊针7及来自第一和第二金属板的熔化金属10填充(图1f至g)。
最后，断开焊接电流，随后，如果需要，使焊针7的顶侧部能被整平或碾平(图1h)。
对于焊针7，任一个焊针(相对短的)被用于各单个的焊接接头，总是一个焊针用于每个焊接接头，或者连续的焊针或焊丝可以被使用(见图中上方的焊针的顶部虚线)，连续的焊针或焊丝在空间8和9被熔化的金属10填充且断开焊接电流之后被切掉(同时，第二金属板2的顶表面可被整平)，之后，(切掉的)焊针随后在层状结构面板的另一连接位置被用作下一个螺柱焊接连接的焊针。
图2至f以及3a至f都示意性地示出了根据本发明的方法的第二优选实施方式，其中，局部焊接接头并不通过螺柱焊接、焊针焊接或丝焊被形成，而是通过点焊形成。
图2至f以及3a至f中所示的方法包括：
设置第一金属板1、隔音层3以及第二金属板2(图2a、2d、3a及3d)。
设置电点焊接设备(未明确示出)，并且随后对每个局部焊接接头执行点焊接动作，其中，通过在预定的期望的焊接连接位置使用单点焊接电极11(图2b和3b至c)分别使得第一和第二金属板1和2与点焊接设备的各自的第一和第二焊接电流连接部X和Y电连接。例如，当使用一个局部点焊接电极11(焊接电流连接部Y)产生点焊接时，平的传导性底面12用作点焊接设备的电流源的第二电连接部(焊接电流连接部X)。当使用两个点焊接电极11和13(图2e至f和3e至f)时，两个点焊接电极11、13被连接到电流源的各自的连接部X和Y。在两种情况下(使用一个点焊接电极以及使用两个点焊接电极)，第一和第二金属板1和2以形成互相的电接触的方式被分别局部地朝向彼此按压(见箭头)，以便在金属片之间产生局部焊接电流，使得两个金属板在这些位置被焊接到一起(图2c、2f、3c及3f)。
在如图2a至f所示的实施方式中，当金属板被局部地压到一起时，隔音层(实质上)被压掉，以便在两个金属板之间局部地产生电接触，并且由螺柱焊接设备供给的焊接电流I流过，由此焊接接头被形成。为了促进在两个金属板之间并且穿过隔音中间层3产生电通路，优选地，至少在预定的焊接接头位置使用隔音中间层，隔音中间层例如通过将导电粒子混合到隔音层材料中或多或少是导电的。
在图3a至f示出的可选的实施方式中，使用隔音层3，其中隔音层包括在点焊接接头的预定位置的开口14。当金属板1和2通过一个点电极11和平的表面12，或者通过两个电极11和13(和/或可能通过其他压力体或压力装置)被局部地压在一起时，使得两个板都通过各自的局部的开口14互相电连接，而不必将隔音层3局部地压掉(事实上，开口14位于隔音层中)。
图4a至f示出了与图3a至f的第二优选实施方式相同的效果，然而，是略微不同的实施方式：分别替代一个或两个点焊接电极11和13，分别通过都不用作焊接电极的一个或两个压力构件16和17，金属板在预定的焊接接头位置被压到一起。例如，通过分别使用(硬)钢或陶瓷(点)压力构件，压力构件相对于彼此电绝缘。因为“挤压”(用于得到金属片之间的机械接触进而得到电接触)和“电流供应”(在点焊接设备和局部地压在一起的金属片1、2之间)的功能被彼此分开，例如在工艺实施所通过的(辅助)结构中、以及在被用于(相对硬的)压力部件和(通常铜的)点焊接电极的材料中，使用分开的点电极11、13和压力构件16、17提供了更多的自由，其可以是有益的。
在设置局部地焊接接头之前或之后，两个金属板1和2的外边缘(无论是否是整体的)被焊接到彼此15。
图5示出了在具有6毫米的厚度的层状铝板上测量的作为频率f的函数的通过本发明实现的噪声减小d的曲线图。
因此，提供了在制造方面以及隔音特性方面(从实验中清楚得出)均具有改进的特性的用于制造层状结构面板的方法，同时其完全符合防火要求。

Claims (12)

1.一种用于制造层状结构面板的方法，所述层状结构面板包括第一金属板(1)、第二金属板(2)和隔音层(3)，所述隔音层(3)介于所述第一金属板(1)和所述第二金属板(2)之间，
其中，所述第一金属板和所述第二金属板通过多个局部焊接接头被彼此连接，所述局部焊接接头分布在层状结构面板上，并且延伸穿过所述隔音层的区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述隔音层具有粘弹特性。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，局部焊接接头通过螺柱焊接被形成，该方法包括：
设置所述第一金属板(1)、隔音层(3)和第二金属板(2)，其中，所述第二金属板在实现焊接接头的位置已经被设置有或被设置有开口，该开口在下文中被称为焊接口(4)；
设置电螺柱焊接设备或其他适合的焊接电流源，其第一焊接电流连接部(5)被电连接到第一金属板和/或第二金属板，并且所述设备还设置有焊针(7)或焊接螺柱，在下文中，被称为焊针，焊针与第二焊接电流连接部(6)连接，焊针具有比所述焊接口(4)的横截面更小的横截面；
对每个焊接口都执行螺柱焊接动作，其中，所述焊针被插入到焊接口中，随后被推动穿过下面的隔音层，并且被按压到第一金属板的金属表面上，使得焊接电流流过焊针和第一金属板，从而通过该焊接电流将焊针和第一金属板的金属(8)熔化且接合在一起，继续螺柱焊接动作，直到在焊针和焊接口之间的空间(9)被焊针和第一和/或第二金属板的熔化金属(10)填充。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在第二金属板中的所述焊接口在将所述第一和第二金属板与介入的隔音层组合之前被预先设置。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，在第二金属板中的所述焊接口在将所述第一和第二金属板与介入的隔音层组合之后被设置。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，局部焊接接头通过点焊接被形成，所述方法包括：
设置所述第一金属板、隔音层和第二金属板，
设置电点焊接设备，并且随后对每个局部焊接接头执行点焊接动作，其中使得第一和第二金属板与所述点焊接设备的第一和第二焊接电流连接部连接，并且第一和第二金属板被局部地朝向彼此按压，使得形成互相的电接触，以便在金属片之间产生局部焊接电流，并且两个金属板在这些位置被焊接到一起。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一和第二金属板通过至少一个压力部件(16、17)在预定的焊接接头位置被局部地朝向彼此按压。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述第一和第二金属板通过至少一个点焊接电极(11、13)在预定的焊接接头位置被局部地朝向彼此按压。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，例如通过将导电粒子混合到所述隔音层的材料中，所述隔音层至少在预定的焊接接头的位置或多或少是导电的。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述隔音层在预定的点焊接接头位置包括开口(14)。
11.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其中，两个金属盘的外边缘全部或部分地被焊接到一起(15)。
12.一种层状结构面板，其通过根据上述权利要求中的任一项所述的方法而制造。
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