CN111496339A - 蜂窝板制备方法及蜂窝板钎焊用夹具 - Google Patents

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董博文
张雷
纠永涛
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于新泉
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Abstract

本申请涉及铝蜂窝板钎焊技术领域，尤其是涉及一种蜂窝板制备方法及蜂窝板钎焊用夹具，蜂窝板制备方法包括如下步骤：对铝蜂窝芯以及一侧表面涂覆有钎料的铝合金面板进行表面预处理，去除表面氧化膜；利用夹具将两个铝合金面板的边沿和两者之间的铝蜂窝芯装配固定，并置于钎焊炉内进行钎焊，形成铝合金蜂窝板；焊接完成后，在钎焊炉内对铝合金蜂窝板进行淬火处理；淬火完成后，在钎焊炉内对铝合金蜂窝板进行人工时效，最后随炉冷却至室温。在保证铝蜂窝板强度的同时，由于钎焊、淬火、时效在同一炉内一体化顺次进行，降低了能耗，且实现了可热处理强化铝蜂窝板的真空钎焊、淬火和时效的连续进行，提高了生产效率。

Description

蜂窝板制备方法及蜂窝板钎焊用夹具
技术领域
本申请涉及铝蜂窝板钎焊方法技术领域，尤其是涉及一种蜂窝板制备方法及蜂窝板钎焊用夹具。
背景技术
目前，铝蜂窝板由铝合金蜂窝芯和面板连接构成，具有刚度高、密度低、平整度高等优点，可以满足轻量化、高强度、低能耗等要求，广泛应用于航空航天、建筑、交通运输等领域。目前铝蜂窝板多采用胶粘法制备或者钎焊法制备。
其中，钎焊可以实现铝蜂窝芯和面板的冶金连接，具有可一次装配、钎焊时间短等工艺优点，是制备铝蜂窝板较理想的方法。目前国内钎焊蜂窝板主要是真空炉中钎焊或保护气氛炉中钎焊，钎焊温度较高，焊后铝蜂窝板面板自身强度下降严重。为提高铝蜂窝板强度，通常需要对铝蜂窝板进行焊后出炉热处理强化，即对其进行淬火和时效处理，铝蜂窝板的钎焊、淬火和时效分开进行，浪费了大量能源，且生产效率低。
发明内容
本申请的目的在于提供一种蜂窝板制备方法及蜂窝板钎焊用夹具，在一定程度上解决了现有技术中存在的铝蜂窝板的钎焊、淬火和时效分开进行，浪费了大量能源，且生产效率低的技术问题。
本申请提供了一种蜂窝板制备方法，用于将两个铝合金面板与铝蜂窝芯焊接在一起，其中两个所述铝合金面板位于所述铝蜂窝芯的相对的两侧，所述蜂窝板制备方法包括如下步骤：
对所述铝蜂窝芯以及一侧表面涂覆有钎料的铝合金面板进行表面预处理，去除表面氧化膜；
利用夹具将两个所述铝合金面板的边沿以及两者之间的铝蜂窝芯装夹固定，并置于钎焊炉内进行钎焊，以形成铝合金蜂窝板；
焊接完成后，在钎焊炉内对所述铝合金蜂窝板进行淬火处理；
淬火完成后，在钎焊炉内对所述铝合金蜂窝板进行人工时效处理，最后随炉冷却至室温。
在上述技术方案中，进一步地，所述淬火的介质为气体，所述淬火的温度为515℃-565℃，保温的时间为1h-4h，冷却速率为1℃/s-10℃/s。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述人工时效的温度为154℃-188℃，保温的时间为1h-18h。
在上述任一技术方案中，进一步地，对所述铝合金面板以及所述铝蜂窝芯进行表面预处理包括：首先采用碱洗液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯的表面进行碱洗脱脂；
其次采用碱蚀液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯进行碱蚀，去除表面的氧化膜；
最后采用酸洗液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯的表面进行酸洗处理，以除去碱蚀的腐蚀产物。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述碱洗液的组分包括Na2CO3、Na3PO4、Na4P2O7和Na2SiO3，且所述Na2CO3、所述Na3PO4、所述Na4P2O7和所述Na2SiO3的浓度分别为5g/l-15g/l、5g/l-15g/l、5g/l-10g/l和2g/l-5g/l，在所述碱洗的过程中，所述碱洗的温度为60℃-80℃，所述碱洗的时间为8min-15min；
所述碱蚀液的组分包括NaOH或者KOH，所述NaOH或者所述KOH的浓度为50g/l-80g/l，在所述碱蚀的过程中，所述碱蚀的温度为60℃-80℃，所述碱蚀的时间为10s-20s；
以质量百分比计，所述酸洗液包括硝酸10％-40％、氢氟酸1％-5％和水55％～89％，在所述酸洗过程中，所述酸洗的温度为20℃-50℃，所述酸洗的时间为5min-15min。
本申请还提供了一种蜂窝板钎焊用夹具，用于夹持焊接成型前的蜂窝板进行钎焊，本蜂窝板钎焊用夹具包括：连接构件、第一夹持构件以及第二夹持构件；
其中，所述第一夹持构件和所述第二夹持构件套设于所述连接构件，所述第一夹持构件和所述第二夹持构件用于夹持所述焊接成型前的蜂窝板的相对的两侧。
在上述技术方案中，进一步地，所述蜂窝板钎焊用夹具还包括锁紧构件，所述锁紧构件用于将所述焊接成型前的蜂窝板锁紧于所述第一夹持构件以及所述第二夹持构件之间。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述锁紧构件包括分别与所述连接构件螺纹连接的第一锁紧构件以及第二锁紧构件，所述第一锁紧构件设置于所述第一夹持构件远离所述第二夹持构件的一侧，所述第二锁紧构件设置于所述第二夹持构件远离所述第一夹持构件的一侧。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述蜂窝板钎焊用夹具还包括弹性构件，所述弹性构件套设于所述连接构件，且设置于所述第一夹持构件和所述第一锁紧构件之间。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述弹性构件和所述第一夹持构件以及所述第一锁紧构件之间分别设置有第一调整垫片；
所述第二锁紧构件和所述第二夹持构件之间设置有第二调整垫片。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一夹持构件以及所述第二夹持构件均具有平板结构。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请提供的蜂窝板制备方法，在保证铝蜂窝板强度的同时，由于钎焊、淬火、时效在同一炉内一体化顺次进行，降低了能耗，且实现了可热处理强化铝蜂窝板的钎焊、淬火和时效的连续进行，提高了生产效率。
本申请提供的蜂窝板钎焊用夹具应用时，沿着成型前的蜂窝板的周向边沿顺次夹设多个上述夹具，不会影响蜂窝板的铝合金面板的淬透性，因而在焊接完成后可在原真空炉进行热处理，即为实现焊接、淬火、时效一体化提供了可能，进而提高了生产效率，降低了生产成本，避免了对铝蜂窝板水淬时水发生沸腾产生振动对焊缝造成不良的影响，进而使得焊缝的强度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的蜂窝板制备方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的蜂窝板钎焊用夹具的结构示意图。
附图标记：
1-连接构件，2-第一夹持构件，3-第二夹持构件，4-第一锁紧构件，5-第二锁紧构件，6-弹性构件，7-第一调整垫片，8-第二调整垫片，9-焊接成型前的铝蜂窝板，91-第一铝合金面板，92-铝蜂窝芯，93-第二铝合金面板。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面参照图1和图2描述根据本申请一些实施例所述的蜂窝板制备方法及蜂窝板钎焊用夹具。
实施例一
本申请的实施例还提供一种蜂窝板制备方法，用于将两个铝合金面板与铝蜂窝芯焊接在一起，其中铝合金面板选择6061铝合金，尺寸为800mm×800mm×2mm，其一侧的表层附有0.2mm厚的BAl88SiMg钎料；铝蜂窝芯由1060铝瓦楞板制作而成，尺寸为800mm×100mm×0.5mm，铝蜂窝芯孔格边长为10mm。
蜂窝板制备方法包括如下步骤：
步骤101、首先采用碱洗液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯的表面进行碱洗脱脂，碱洗液的组分包括Na2CO3、Na3PO4、Na4P2O7和Na2SiO3，且Na2CO3、Na3PO4、Na4P2O7和Na2SiO3的浓度分别为5g/l-15g/l、5g/l-15g/l、5g/l-10g/l和2g/l-5g/l，在碱洗的过程中，碱洗的温度为70℃，碱洗的时间为10min；
其次采用碱蚀液对铝合金面板和铝蜂窝芯进行碱蚀，去除表面的氧化膜，碱蚀液的组分包括NaOH或者KOH，NaOH或者KOH的浓度为70g/l，在碱蚀的过程中，碱蚀的温度为80℃，碱蚀的时间为20s；
最后采用酸洗液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯的表面进行酸洗处理，以除去碱蚀的腐蚀产物，以质量百分比计，酸洗液包括硝酸20％、氢氟酸3％和水77％，在酸洗的过程中，酸洗的温度为40℃，酸洗的时间为10min；
当然，也可采用没有涂覆层的铝合金面板，酸洗之后在铝合金面板的一侧表面涂覆0.2mm的BAl88SiMg钎料。
步骤102、利用夹具将两个铝合金面板的边沿以及两者之间的铝蜂窝芯的边沿装夹固定，且使得铝合金面板的涂覆有钎料的一侧靠近铝蜂窝芯设置，而后将上述组装结构置于真空钎焊炉内进行钎焊，以形成铝合金蜂窝板，真空度为6.5×10-3Pa，钎焊的温度为585℃，当然，不仅限于真空钎焊，还可在气体保护钎焊炉内进行气体保护钎焊。
步骤103、焊接完成后，以10℃/min的降温速率，降低炉内温度至540℃，保温2h，而后采用快速循环压力为1.0×105Pa、纯度为99.999％的N2气体淬火介质对铝蜂窝板进行气体淬火，铝蜂窝板淬火区的冷却速率为2℃/s。
步骤104、淬火完成后，将炉内温度降至185℃，与此同时停止气体循环，保温6h，进行人工时效。
步骤105、最后随炉冷却至室温。
取步骤102真空钎焊后的铝蜂窝板，切取部分相连接的铝合金面板以及铝蜂窝芯组织，再将铝蜂窝芯组织切除，采用车削、磨削等机加工方法去除铝合金面板的焊缝，做五组抗拉强度测试，并取均值，得到真空钎焊后的面板抗拉强度为106.72MPa；取步骤104时效后的铝蜂窝板，采用前述的方法对铝合金面板进行处理，而后做五组抗拉强度测试，并取均值，得到时效后的面板抗拉强度为242.15MPa，高于传统钎焊、淬火、时效分开进行的面板抗拉强度238.63MPa。以上数据表明，本蜂窝板制备方法在保证铝蜂窝板强度的同时，由于钎焊、淬火、时效在同一炉内一体化顺次进行，降低了能耗，且实现了可热处理强化铝蜂窝板的真空钎焊、淬火和时效的连续进行，提高了生产效率。
实施例二
本申请的实施例还提供一种蜂窝板制备方法，用于将两个铝合金面板与铝蜂窝芯焊接在一起，其中铝合金面板选择6061铝合金，尺寸为800mm×800mm×2mm，其一侧的表层附有0.2mm厚的BAl88SiMg钎料；铝蜂窝芯由1060铝瓦楞板制作而成，尺寸为800mm×100mm×0.5mm，铝蜂窝芯孔格边长为10mm。
蜂窝板制备方法包括如下步骤：
步骤201、首先采用碱洗液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯的表面进行碱洗脱脂，碱洗液的组分包括Na2CO3、Na3PO4、Na4P2O7和Na2SiO3，且Na2CO3、Na3PO4、Na4P2O7和Na2SiO3的浓度分别为5g/l-15g/l、5g/l-15g/l、5g/l-10g/l和2g/l-5g/l，在碱洗的过程中，碱洗的温度为70℃，碱洗的时间为10min；
其次采用碱蚀液对铝合金面板和铝蜂窝芯进行碱蚀，去除表面的氧化膜，碱蚀液的组分包括NaOH或者KOH，NaOH或者KOH的浓度为70g/l，在碱蚀的过程中，碱蚀的温度为80℃，碱蚀的时间为20s；
最后采用酸洗液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯的表面进行酸洗处理，以除去碱蚀的腐蚀产物，以质量百分比计，酸洗液包括硝酸20％、氢氟酸3％和水77％，在酸洗的过程中，酸洗的温度为40℃，酸洗的时间为10min；
当然，也可采用没有涂覆层的铝合金面板，酸洗之后在铝合金面板的一侧表面涂覆0.2mm的BAl88SiMg钎料。
步骤202、利用夹具将两个铝合金面板的边沿以及两者之间的铝蜂窝芯的边沿装夹固定，且使得铝合金面板的涂覆有钎料的一侧靠近铝蜂窝芯设置，而后将上述组装结构置于真空钎焊炉内进行钎焊，以形成铝合金蜂窝板，真空度为6.5×10-3Pa，钎焊的温度为580℃，当然，不仅限于真空钎焊，还可在气体保护钎焊炉内进行气体保护钎焊。
步骤203、焊接完成后，以10℃/min的降温速率，降低炉内温度至565℃，保温1h，而后采用快速循环压力为1.0×105Pa、纯度为99.999％的N2气体淬火介质对铝蜂窝板进行气体淬火，铝蜂窝板淬火区的冷却速率为2℃/s。
步骤204、淬火完成后，将炉内温度降至188℃，与此同时停止气体循环，保温1h，进行人工时效。
步骤205、最后随炉冷却至室温。
取步骤202真空钎焊后的铝蜂窝板，切取部分相连接的铝合金面板以及铝蜂窝芯组织，再将铝蜂窝芯组织切除，采用车削、磨削等机加工方法去除铝合金面板的焊缝，做五组抗拉强度测试，并取均值，得到真空钎焊后的面板抗拉强度为104.38MPa；取步骤204时效后的铝蜂窝板，采用前述的方法对铝合金面板进行处理，而后做五组抗拉强度测试，并取均值，得到时效后的面板抗拉强度为239.27MPa，高于传统钎焊、淬火、时效分开进行的面板抗拉强度238.63MPa。以上数据表明，本蜂窝板制备方法在保证铝蜂窝板强度的同时，由于钎焊、淬火、时效在同一炉内一体化顺次进行，降低了能耗，且实现了可热处理强化铝蜂窝板的真空钎焊、淬火和时效的连续进行，提高了生产效率。
实施例三
本申请的实施例还提供一种蜂窝板制备方法，用于将两个铝合金面板与铝蜂窝芯焊接在一起，其中铝合金面板选择6061铝合金，尺寸为800mm×800mm×2mm，其一侧的表层附有0.2mm厚的BAl88SiMg钎料；铝蜂窝芯由1060铝瓦楞板制作而成，尺寸为800mm×100mm×0.5mm，铝蜂窝芯孔格边长为10mm。
蜂窝板制备方法包括如下步骤：
步骤301、首先采用碱洗液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯的表面进行碱洗脱脂，碱洗液的组分包括Na2CO3、Na3PO4、Na4P2O7和Na2SiO3，且Na2CO3、Na3PO4、Na4P2O7和Na2SiO3的浓度分别为5g/l-15g/l、5g/l-15g/l、5g/l-10g/l和2g/l-5g/l，在碱洗的过程中，碱洗的温度为70℃，碱洗的时间为10min；
其次采用碱蚀液对铝合金面板和铝蜂窝芯进行碱蚀，去除表面的氧化膜，碱蚀液的组分包括NaOH或者KOH，NaOH或者KOH的浓度为70g/l，在碱蚀的过程中，碱蚀的温度为80℃，碱蚀的时间为20s；
最后采用酸洗液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯的表面进行酸洗处理，以除去碱蚀的腐蚀产物，以质量百分比计，酸洗液包括硝酸20％、氢氟酸3％和水77％，在酸洗的过程中，酸洗的温度为40℃，酸洗的时间为10min；
当然，也可采用没有涂覆层的铝合金面板，酸洗之后在铝合金面板的一侧表面涂覆0.2mm的BAl88SiMg钎料。
步骤302、利用夹具将两个铝合金面板的边沿以及两者之间的铝蜂窝芯的边沿装夹固定，且使得铝合金面板的涂覆有钎料的一侧靠近铝蜂窝芯设置，而后将上述组装结构置于真空钎焊炉内进行钎焊，以形成铝合金蜂窝板，真空度为6.5×10-3Pa，钎焊的温度为590℃，当然，不仅限于真空钎焊，还可在气体保护钎焊炉内进行气体保护钎焊。
步骤303、焊接完成后，以10℃/min的降温速率，降低炉内温度至515℃，保温4h，而后采用快速循环压力为1.0×105Pa、纯度为99.999％的N2气体淬火介质对铝蜂窝板进行气体淬火，铝蜂窝板淬火区的冷却速率为2℃/s。
步骤304、淬火完成后，将炉内温度降至154℃，与此同时停止气体循环，保温18h，进行人工时效。
步骤305、最后随炉冷却至室温。
取步骤302真空钎焊后的铝蜂窝板，切取部分相连接的铝合金面板以及铝蜂窝芯组织，再将铝蜂窝芯组织切除，采用车削、磨削等机加工方法去除铝合金面板的焊缝，做五组抗拉强度测试，并取均值，得到真空钎焊后的面板抗拉强度为104.31MPa；取步骤304时效后的铝蜂窝板，采用前述的方法对铝合金面板进行处理，而后做五组抗拉强度测试，并取均值，得到时效后的面板抗拉强度为241.35MPa，高于传统钎焊、淬火、时效分开进行的面板抗拉强度238.63MPa。以上数据表明，本蜂窝板制备方法在保证铝蜂窝板强度的同时，由于钎焊、淬火、时效在同一炉内一体化顺次进行，降低了能耗，且实现了可热处理强化铝蜂窝板的真空钎焊、淬火和时效的连续进行，提高了生产效率。
实施例四
本申请的实施例还提供一种蜂窝板制备方法，用于将两个铝合金面板与铝蜂窝芯焊接在一起，其中铝合金面板选择6063铝合金，尺寸为800mm×800mm×2mm，其一侧的表层附有0.2mm厚的BAl88SiMg钎料；铝蜂窝芯由1060铝瓦楞板制作而成，尺寸为800mm×100mm×0.5mm，铝蜂窝芯孔格边长为10mm。
蜂窝板制备方法包括如下步骤：
步骤401、首先采用碱洗液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯的表面进行碱洗脱脂，碱洗液的组分包括Na2CO3、Na3PO4、Na4P2O7和Na2SiO3，且Na2CO3、Na3PO4、Na4P2O7和Na2SiO3的浓度分别为5g/l-15g/l、5g/l-15g/l、5g/l-10g/l和2g/l-5g/l，在碱洗的过程中，碱洗的温度为70℃，碱洗的时间为10min；
其次采用碱蚀液对铝合金面板和铝蜂窝芯进行碱蚀，去除表面的氧化膜，碱蚀液的组分包括NaOH或者KOH，NaOH或者KOH的浓度为70g/l，在碱蚀的过程中，碱蚀的温度为80℃，碱蚀的时间为20s；
最后采用酸洗液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯的表面进行酸洗处理，以除去碱蚀的腐蚀产物，以质量百分比计，酸洗液包括硝酸20％、氢氟酸3％和水77％，在酸洗的过程中，酸洗的温度为40℃，酸洗的时间为10min；
当然，也可采用没有涂覆层的铝合金面板，酸洗之后在铝合金面板的一侧表面涂覆0.2mm的BAl88SiMg钎料。
步骤402、利用夹具将两个铝合金面板的边沿以及两者之间的铝蜂窝芯的边沿装夹固定，且使得铝合金面板的涂覆有钎料的一侧靠近铝蜂窝芯设置，而后将上述组装结构置于真空钎焊炉内进行钎焊，以形成铝合金蜂窝板，真空度为6.5×10-3Pa，钎焊的温度为585℃，当然，不仅限于真空钎焊，还可在气体保护钎焊炉内进行气体保护钎焊。
步骤403、焊接完成后，以10℃/min的降温速率，降低炉内温度至540℃，保温2h，而后采用快速循环压力为1.0×105Pa、纯度为99.999％的N2气体淬火介质对铝蜂窝板进行气体淬火，铝蜂窝板淬火区的冷却速率为2℃/s。
步骤404、淬火完成后，将炉内温度降至185℃，与此同时停止气体循环，保温6h，进行人工时效。
步骤405、最后随炉冷却至室温。
取步骤402真空钎焊后的铝蜂窝板，切取部分相连接的铝合金面板以及铝蜂窝芯组织，再将铝蜂窝芯组织切除，采用车削、磨削等机加工方法去除铝合金面板的焊缝，做五组抗拉强度测试，并取均值，得到真空钎焊后的面板抗拉强度为86.51MPa；取步骤404时效后的铝蜂窝板，采用前述的方法对铝合金面板进行处理，而后做五组抗拉强度测试，并取均值，得到时效后的面板抗拉强度为227.34MPa，高于传统钎焊、淬火、时效分开进行的面板抗拉强度228.49MPa。以上数据表明，本蜂窝板制备方法在保证铝蜂窝板强度的同时，由于钎焊、淬火、时效在同一炉内一体化顺次进行，降低了能耗，且实现了可热处理强化铝蜂窝板的真空钎焊、淬火和时效的连续进行，提高了生产效率。
实施例五
本申请的实施例还提供一种蜂窝板制备方法，用于将两个铝合金面板与铝蜂窝芯焊接在一起，其中铝合金面板选择6063铝合金，尺寸为800mm×800mm×2mm，其一侧的表层附有0.2mm厚的BAl88SiMg钎料；铝蜂窝芯由1060铝瓦楞板制作而成，尺寸为800mm×100mm×0.5mm，铝蜂窝芯孔格边长为10mm。
蜂窝板制备方法包括如下步骤：
步骤501、首先采用碱洗液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯的表面进行碱洗脱脂，碱洗液的组分包括Na2CO3、Na3PO4、Na4P2O7和Na2SiO3，且Na2CO3、Na3PO4、Na4P2O7和Na2SiO3的浓度分别为5g/l-15g/l、5g/l-15g/l、5g/l-10g/l和2g/l-5g/l，在碱洗的过程中，碱洗的温度为70℃，碱洗的时间为10min；
其次采用碱蚀液对铝合金面板和铝蜂窝芯进行碱蚀，去除表面的氧化膜，碱蚀液的组分包括NaOH或者KOH，NaOH或者KOH的浓度为70g/l，在碱蚀的过程中，碱蚀的温度为80℃，碱蚀的时间为20s；
最后采用酸洗液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯的表面进行酸洗处理，以除去碱蚀的腐蚀产物，以质量百分比计，酸洗液包括硝酸20％、氢氟酸3％和水77％，在酸洗的过程中，酸洗的温度为40℃，酸洗的时间为10min；
当然，也可采用没有涂覆层的铝合金面板，酸洗之后在铝合金面板的一侧表面涂覆0.2mm的BAl88SiMg钎料。
步骤502、利用夹具将两个铝合金面板的边沿以及两者之间的铝蜂窝芯的边沿装夹固定，且使得铝合金面板的涂覆有钎料的一侧靠近铝蜂窝芯设置，而后将上述组装结构置于真空钎焊炉内进行钎焊，以形成铝合金蜂窝板，真空度为6.5×10-3Pa，钎焊的温度为580℃，当然，不仅限于真空钎焊，还可在气体保护钎焊炉内进行气体保护钎焊。
步骤503、焊接完成后，以10℃/min的降温速率，降低炉内温度至540℃，保温2h，而后采用快速循环压力为1.0×105Pa、纯度为99.999％的N2气体淬火介质对铝蜂窝板进行气体淬火，铝蜂窝板淬火区的冷却速率为2℃/s。
步骤504、淬火完成后，将炉内温度降至185℃，与此同时停止气体循环，保温6h，进行人工时效。
步骤505、最后随炉冷却至室温。
取步骤502真空钎焊后的铝蜂窝板，切取部分相连接的铝合金面板以及铝蜂窝芯组织，再将铝蜂窝芯组织切除，采用车削、磨削等机加工方法去除铝合金面板的焊缝，做五组抗拉强度测试，并取均值，得到真空钎焊后的面板抗拉强度为83.73MPa；取步骤504时效后的铝蜂窝板，采用前述的方法对铝合金面板进行处理，而后做五组抗拉强度测试，并取均值，得到时效后的面板抗拉强度为225.65MPa，高于传统钎焊、淬火、时效分开进行的面板抗拉强度228.49MPa。以上数据表明，本蜂窝板制备方法在保证铝蜂窝板强度的同时，由于钎焊、淬火、时效在同一炉内一体化顺次进行，降低了能耗，且实现了可热处理强化铝蜂窝板的真空钎焊、淬火和时效的连续进行，提高了生产效率。
综上，参见图1所示，本发明还提供了一种蜂窝板制备方法，用于将两个铝合金面板与铝蜂窝芯焊接在一起，其中两个铝合金面板位于铝蜂窝芯的相对的两侧，蜂窝板制备方法包括如下步骤：
步骤100、对铝蜂窝芯以及一侧表面涂覆有钎料的铝合金面板进行表面预处理，去除表面氧化膜，而后在铝合金面板的一侧表面涂覆钎料；
步骤200、利用夹具将两个铝合金面板以及两者之间的铝蜂窝芯装夹固定(尤其是将两个铝合金面板的边沿以及两者之间的铝蜂窝芯的边沿装夹固定，但不仅限于此)，并置于真空钎焊炉内进行钎焊，以形成铝合金蜂窝板；其中夹具可采用下文实施例六所述的蜂窝板钎焊用夹具，当然，不仅限于此夹具；
步骤300、焊接完成后，在真空钎焊炉内对铝合金蜂窝板进行淬火处理；
步骤400、淬火完成后，在真空钎焊炉内对铝合金蜂窝板进行人工时效处理，最后随炉冷却至室温。
结合实施例一至实施例五对本发明提供的一种蜂窝板制备方法的进一步解释说明可知，本蜂窝板制备方法在保证铝蜂窝板强度的同时，由于钎焊、淬火、时效在同一炉内一体化顺次进行，降低了能耗，且实现了可热处理强化铝蜂窝板的真空钎焊、淬火和时效的连续进行，提高了生产效率。
实施例六
参见图2所示，本申请的实施例提供了一种蜂窝板钎焊用夹具，用于夹持焊接成型前的蜂窝板(尤其指的是焊接成型前的铝蜂窝板9，以下也将以此举例说明)，以便于后期进行钎焊，焊接成型前的铝蜂窝板9包括两个铝合金面板(即第一铝合金面板91和第二铝合金面板93)以及铝蜂窝芯92，且第一铝合金面板91和第二铝合金面板93分别位于铝蜂窝芯92的相对的两侧开口处，用于封盖住铝蜂窝芯92的相对的两侧开口；
蜂窝板钎焊用夹具包括：连接构件1、第一夹持构件2、第二夹持构件3以及锁紧构件；
其中，第一夹持构件2第二夹持构件3套设于连接构件1，第一夹持构件2以及第二夹持构件3用于夹持焊接成型前的铝蜂窝板9的相对的两侧；锁紧构件用于将焊接成型前的铝蜂窝板9锁紧于第一夹持构件2以及第二夹持构件3之间。
本实施例提供的蜂窝板钎焊用夹具应用时，将连接构件1置于焊接成型前的铝蜂窝板9的一侧，并利用第一夹持构件2以及第二夹持构件3分别对应抵靠夹持于第一铝合金面板91以及第二铝合金面板93，最后在利用锁紧构件，将第一夹持构件2、第一铝合金面板91、铝蜂窝芯92、第二铝合金面板93以及第二夹持构件3锁紧在一起，以防止焊接成型前的铝蜂窝板9整体晃动错位等。其中，若第一夹持构件2和第二夹持构件3分别与连接构件1螺纹连接，依靠螺纹旋拧到位，进而夹持住焊接成型前的铝蜂窝板9，也可无需设置锁紧构件。
按照上述操作方法，可沿着焊接成型前的铝蜂窝板9的周向边沿顺次夹设多个夹具，使得第一铝合金面板91、铝蜂窝芯92以及第二铝合金面板93装配得更加牢固，同时，由于沿着焊接成型前的铝蜂窝板9的周向边沿顺次夹设多个小夹具，不会大范围地遮挡住铝合金面板，因而不会影响铝合金面板的淬透性，进而在焊接完成后可在原真空炉内进行热处理，即为实现焊接、淬火、时效一体化提供了可能，进而提高了生产效率，降低了生产成本，避免了对铝蜂窝板水淬时水发生沸腾产生振动对焊缝造成的不良影响，从而使得焊缝的强度更高。
关于蜂窝板钎焊用夹具的具体结构以及与焊接成型前的铝蜂窝板9的装配步骤具体介绍如下：
在该实施例中，优选地，如图2所示，锁紧构件包括分别与连接构件1螺纹连接的第一锁紧构件4以及第二锁紧构件5，第一锁紧构件4设置于第一夹持构件2远离第二夹持构件3的一侧，第二锁紧构件5设置于第二夹持构件3远离第一夹持构件2的一侧；
蜂窝板钎焊用夹具还包括弹性构件6，弹性构件6套设于连接构件1，且设置于第一夹持构件2和第一锁紧构件4之间。
利用上述部件将两个铝合金面板(即第一铝合金面板91和第二铝合金面板93)以及铝蜂窝芯92组装在一起的过程可参考如下：可先将第一铝合金面板91、铝蜂窝芯92以及第二铝合金面板93组装摆放好，即形成焊接成型前的铝蜂窝板9，且在上述焊接成型前的铝蜂窝板9的下方垫设有垫块，此时上述焊接成型前的铝蜂窝板9的整体脱离地面，再在上述焊接成型前的铝蜂窝板9的边沿装夹多个本申请的夹具，具体地，第二锁紧构件5可提前旋拧固定在连接构件1上，而后将抵靠第二夹持构件3抵靠于第二铝合金面板93，再移动并将第一夹持构件2抵靠于第一铝合金面板91，最后旋拧第一锁紧构件4，由于弹性构件6被压缩于第一锁紧构件4与第一夹持构件2之间，弹性构件6会对第一夹持构件2产生朝向第一铝合金面板91的压力，使得第一夹持构件2能够更加牢固地压设于第一铝合金面板91上，从而将上述部件压紧(沿着焊接成型前的铝蜂窝板9的高度方向从上向下顺次排布有第二锁紧构件5、第二夹持构件3、第二铝合金面板93、铝蜂窝芯92、第一铝合金面板91、第一夹持构件2、弹性构件6以及第一锁紧构件4)，更加牢固，装配步骤不仅限于此，还可根据实际进行调整。
当然，不仅限于上述结构，还可无需设置弹性构件6，可将第二锁紧构件5可提前旋拧固定在连接构件1上，而后将第二夹持构件3抵靠于第二铝合金面板93，再移动并将第一夹持构件2抵靠于第一铝合金面板91，最后旋拧第一锁紧构件4，从而将上述部件压紧。
其中，可选地，连接构件1为螺杆，第一锁紧构件4以及第二锁紧构件5均为螺母，且此螺母与此螺杆相适配，结构简单、方便加工制造，且成本较低。
其中，可选地，弹性构件6为高温弹簧，高温弹簧可移动地套设于连接构件1。
在该实施例中，优选地，如图2所示，弹性构件6和第一夹持构件2之间以及弹性构件6和第一锁紧构件4之间分别设置有第一调整垫片7；
第二锁紧构件5和第二夹持构件3之间设置有第二调整垫片8；
调整垫片的作用在于增大接触面积，减小压力，防止松动，保护连接构件1，尤其是第二夹持构件3和第二锁紧构件5之间设置第二调整垫片8，同时保证焊接成型前的铝蜂窝板9整体的水平，避免发生倾斜移位等。
在该实施例中，优选地，如图2所示，第一夹持构件2以及第二夹持构件3均具有平板结构，即均为夹持板的结构，能够与对应的铝合金面板贴合得更紧密，夹持效果更好，并且方便加工制造。
进一步地，第一夹持构件2以及第二夹持构件3均为高纯石墨板，耐高温、不变形。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种蜂窝板制备方法，用于将两个铝合金面板与铝蜂窝芯焊接在一起，其中两个所述铝合金面板位于所述铝蜂窝芯的相对的两侧，其特征在于，所述蜂窝板制备方法包括如下步骤：
对所述铝蜂窝芯以及一侧表面涂覆有钎料的所述铝合金面板进行表面预处理，去除表面氧化膜；
利用夹具将两个所述铝合金面板的边沿以及两者之间的铝蜂窝芯装夹固定，并置于钎焊炉内进行钎焊，以形成铝合金蜂窝板；
焊接完成后，在钎焊炉内对所述铝合金蜂窝板进行淬火处理；
淬火完成后，在钎焊炉内对所述铝合金蜂窝板进行人工时效处理，最后随炉冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的蜂窝板制备方法，其特征在于，所述淬火的介质为气体，所述淬火的温度为515℃-565℃，保温的时间为1h-4h，冷却速率为1℃/s-10℃/s。
3.根据权利要求1所述的蜂窝板制备方法，其特征在于，所述人工时效的温度为154℃-188℃，保温的时间为1h-18h。
4.根据权利要求1所述的蜂窝板制备方法，其特征在于，对所述铝合金面板以及所述铝蜂窝芯进行表面预处理包括：首先采用碱洗液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯的表面进行碱洗脱脂；
其次采用碱蚀液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯进行碱蚀，去除表面的氧化膜；
最后采用酸洗液对所述铝合金面板和所述铝蜂窝芯的表面进行酸洗处理，以除去碱蚀的腐蚀产物。
5.根据权利要求4所述的蜂窝板制备方法，其特征在于，所述碱洗液的组分包括Na2CO3、Na3PO4、Na4P2O7和Na2SiO3，且所述Na2CO3、所述Na3PO4、所述Na4P2O7和所述Na2SiO3的浓度分别为5g/l-15g/l、5g/l-15g/l、5g/l-10g/l和2g/l-5g/l，在所述碱洗的过程中，所述碱洗的温度为60℃-80℃，所述碱洗的时间为8min-15min；
所述碱蚀液的组分包括NaOH或者KOH，所述NaOH或者所述KOH的浓度为50g/l-80g/l，在所述碱蚀的过程中，所述碱蚀的温度为60℃-80℃，所述碱蚀的时间为10s-20s；
以质量百分比计，所述酸洗液包括硝酸10％-40％、氢氟酸1％-5％和水55％～89％，在所述酸洗的过程中，所述酸洗的温度为20℃-50℃，所述酸洗的时间为5min-15min。
6.一种蜂窝板钎焊用夹具，用于夹持焊接成型前的蜂窝板，其特征在于，包括：连接构件、第一夹持构件以及第二夹持构件；
其中，所述第一夹持构件和所述第二夹持构件套设于所述连接构件，所述第一夹持构件和所述第二夹持构件用于夹持所述焊接成型前的蜂窝板的相对的两侧。
7.根据权利要求6所述的蜂窝板钎焊用夹具，其特征在于，所述蜂窝板钎焊用夹具还包括锁紧构件，所述锁紧构件用于将所述焊接成型前的蜂窝板锁紧于所述第一夹持构件以及所述第二夹持构件之间。
8.根据权利要求7所述的蜂窝板钎焊用夹具，其特征在于，所述锁紧构件包括分别与所述连接构件螺纹连接的第一锁紧构件以及第二锁紧构件，所述第一锁紧构件设置于所述第一夹持构件远离所述第二夹持构件的一侧，所述第二锁紧构件设置于所述第二夹持构件远离所述第一夹持构件的一侧。
9.根据权利要求8所述的蜂窝板钎焊用夹具，其特征在于，所述蜂窝板钎焊用夹具还包括弹性构件，所述弹性构件套设于所述连接构件，且设置于所述第一夹持构件和所述第一锁紧构件之间。
10.根据权利要求9所述的蜂窝板钎焊用夹具，其特征在于，所述弹性构件和所述第一夹持构件以及所述第一锁紧构件之间分别设置有第一调整垫片；
所述第二锁紧构件和所述第二夹持构件之间设置有第二调整垫片。
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CN113941748A (zh) * 2021-10-14 2022-01-18 南京雷尔伟新技术股份有限公司 钎焊铝蜂窝成型与焊接方法

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