CN111843098B - 一种铝蜂窝板钎焊用夹具及钎焊工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铝蜂窝板钎焊用夹具及钎焊工艺，该夹具包括上夹板、下夹板和配重块；所述下夹板中的下夹板本体的边沿均匀固连有定位柱和连接柱，连接柱设置在下夹板本体的拐角处，各定位柱的内侧面对称连接有弹性夹头；所述上夹板中的上夹板本体上均匀设置有若干配重块安置孔，上夹板本体的边沿对称固连有至少与铝蜂窝板的边数相等的上夹板定位片，且上夹板定位片中远离上夹板本体的一端滑动套装在定位柱的上端，上夹板本体的四角滑动套装在连接柱上，且连接柱的顶部固连有锁紧件，连接柱中位于上夹板本体上端和下端的两段外侧分别套装有压缩弹簧A和压缩弹簧B。该夹具可适应多种尺寸的铝蜂窝板，采用该夹具的钎焊工艺可以保证钎焊的成品质量。

Description

一种铝蜂窝板钎焊用夹具及钎焊工艺

技术领域

本发明涉及的是一种铝蜂窝板钎焊用夹具及钎焊工艺，属于铝合金钎焊技术领域。

背景技术

铝蜂窝板指的是用铝箔制成正六边形蜂窝状的铝制蜂窝芯或圆形铝制蜂窝芯，上下两张铝板为蒙皮的复合材料。由于其重量轻、比强度高、刚性大、稳定性好、隔音隔热等优点被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。

目前，市场上的铝蜂窝板主要采取胶接的方式制备，目前大量使用的是环氧树脂类胶黏剂，环氧树脂类胶黏剂有着低成本、所需设备简单、易施工等优点。近年来，针对胶接蜂窝板胶黏剂毒性以及胶接成品件强度低等问题提出了大量改进型胶黏剂，例如在授权公告号为CN102295910B、授权公告日为20130703的发明专利中一种高强度聚氨酯蜂窝胶及其制备方法，在申请公布号为CN107779147A、申请公布日为20180309的发明专利申请中公开了一种高强度环氧蜂窝胶及其制备方法，这两种蜂窝胶在一定程度上解决了胶黏剂毒性问题，同时在一定程度上提高了胶黏强度。但无论使用何种胶黏剂，胶接板均有着不耐冷热循环、难以适应高温工况、胶黏剂妨碍蜂窝板回收再利用、鼓包后不可修复等致命的缺点。使用钎焊技术连接的蜂窝板可以解决上述这些问题。但是，目前钎焊蜂窝板未能大规模使用的原因主要在于蜂窝板的铝盖板面积一般较大且比较薄，在钎焊过程中极易产生软化变形，从而影响蜂窝板的表面平整度，影响产品质量，急需开发一种钎焊夹具来解决蜂窝板在钎焊过程中的软化变形问题。

人们经过不断的探索，提出了各种各样的夹具方案，例如，在授权公告号为CN107297598B、授权公告日为20190614的发明专利中公开了一种无胶铝质蜂窝板的制备工艺，该制备工艺提出了一种高温弹簧阵列夹持的方案，但数量庞大的高温弹簧价格昂贵，在一定程度上提高了成本，阻碍了其大规模应用。

在申请公布号为CN108790321A、申请公布日为20181113的发明专利申请中公开了一种钎焊蜂窝板的制造方法及蜂窝板，该发明专利申请中提出了一种在蜂窝板四角夹紧的夹持方案，该方案虽然提供了足够的纵向夹紧力，但是没有给蜂窝板留出足够的变形空间，在钎焊过程中极易因变形不协调而引起鼓包。

同时大量实际生产经验证明，当夹具的金属部分与蜂窝板接触面积过大时，钎焊结束后，蜂窝板与夹具金属部分接触的位置有时会留下大量装夹印记，影响产品表面美观，往往只能通过在夹持位置喷涂阻焊剂或者焊后化学清洗才能解决。

综上所述，现有的铝蜂窝板钎焊用夹具仍普遍存在着横向变形不协调、夹具生产灵活性不够只能适应单种尺寸的蜂窝板、夹具与蜂窝板接触位置需要喷涂阻焊剂且需要焊后化学清洗才能得到色泽一致的表面等问题，这就限制了高质量钎焊铝蜂窝板制造以及铝蜂窝板更广泛的工业化应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种铝蜂窝板钎焊用夹具及钎焊工艺，该夹具无需阻焊剂，在保证夹紧力适当且可调的同时给予足够的变形余量，可适应多种尺寸型号的铝蜂窝板，该夹具结构简单，使用方便，可靠性强，适用范围宽泛，成本低，使用寿命长，经济性好，克服了现有铝蜂窝板钎焊夹具需要额外使用阻焊剂、钎焊过程中铝蜂窝板易变形等不足，采用该夹具的钎焊工艺可以避免钎焊过程中传送带震动对钎焊质量的影响，保证了成品质量的同时，节约了生产成本，灵活性高，且操作简单，使用快捷，适宜推广。

本方案是通过如下技术措施来实现的：该铝蜂窝板钎焊用夹具包括上夹板、下夹板和配重块；所述下夹板包括下夹板本体，所述下夹板本体的边沿均匀固连有定位柱和连接柱，所述定位柱的数量至少与铝蜂窝板的边数相等，所述连接柱设置在下夹板本体的拐角处，各定位柱的内侧面对称连接有弹性夹头；所述上夹板包括上夹板本体，所述上夹板本体上均匀设置有若干与配重块间隙配合的配重块安置孔，所述上夹板本体的边沿对称固连有至少与铝蜂窝板的边数相等的上夹板定位片，且上夹板定位片中远离上夹板本体的一端滑动套装在定位柱的上端，所述上夹板本体的四角滑动套装在连接柱上，且连接柱的顶部固连有锁紧件，所述连接柱中位于上夹板本体上端和下端的两段外侧分别套装有压缩弹簧A和压缩弹簧B。

优选的，所述配重块安置孔的直径为20-50mm，任意相邻两配重块安置孔的中心距为配重块安置孔直径的1-3倍，所述配重块安置孔的数目为100-800个/㎡。

优选的，所述弹性夹头包括水平连接杆A、水平连接杆B和定位夹头，所述水平连接杆A的一端与定位柱的内侧面固连、另一端开设有盲孔，所述水平连接杆B的一端与盲孔滑动配合、另一端与定位夹头固连，所述水平连接杆A和水平连接杆B的外侧共同套装有压缩弹簧C。

优选的，所述下夹板本体的边沿开设有传感器安装孔，所述连接柱的高度为铝蜂窝板厚度的2.5-5倍。

优选的，所述上夹板定位片、连接柱、定位柱、水平连接杆A、水平连接杆B和定位夹头采用06Cr25Ni20奥氏体铬镍不锈钢材料制成，所述压缩弹簧A、压缩弹簧B和压缩弹簧C采用inconel718合金材料制成。

优选的，所述配重块、上夹板本体和下夹板本体均为水泥石棉材料制成，所述配重块的密度大于或等于1.8g/cm³，且上夹板本体和下夹板本体的厚度相等，所述上夹板本体和下夹板本体的厚度为10-100mm，且上夹板本体的面积比铝蜂窝板中上盖板的面积大至少10％。

优选的，所述上夹板定位片通过螺栓组件与上夹板本体固连，所述上夹板本体上开设有与连接柱间隙配合的通孔，所述下夹板本体上开设有与定位柱和连接柱间隙配合的通孔，所述定位柱和连接柱上位于下夹板本体的上端面和下端面处分别螺纹连接有紧固螺母，所述锁紧件为紧固螺母，所述上夹板定位片中远离上夹板本体的一端开设有与定位柱间隙配合的通孔。

优选的，所述下夹板本体中与上夹板本体在竖直方向投影重合的部分为X型镂空结构，所述下夹板本体中与上夹板本体在竖直方向投影不重合的部分沿周向设置有多个三角形框架，所述三角形框架上设置有减重孔，所述减重孔和任一镂空区域的面积小于或等于0.01㎡，所述定位柱和连接柱相间设置在三角形框架的顶角和底角处。

本发明还提供了一种铝蜂窝板的钎焊工艺，它包括如下步骤：

S1：将拉伸好的蜂窝芯进行脱胶处理；

S2：对铝蜂窝板的上盖板、下盖板和蜂窝芯进行碱洗和酸洗处理；

S3：在铝蜂窝板中上盖板和下盖板的复合钎料一侧喷涂钎剂；

S4：根据待焊铝蜂窝板尺寸选用适合规格的弹性夹头；

S5：将铝蜂窝板的上盖板、下盖板和蜂窝芯组装好后装在下夹板本体上并通过弹性夹头夹紧，然后将上夹板与下夹板进行装配，并锁紧连接柱上的锁紧件；

S6：根据待焊铝蜂窝板的尺寸选用适合重量和数量的配重块安置于配重块安置孔中；

S7：将夹具放入连续式钎焊炉的传送带上进行钎焊；

S8：出厂前检验。

优选的，本发明中的铝蜂窝板的钎焊工艺包括如下步骤：

S1：

制备铝蜂窝板的蜂窝芯：取芯高14mm、孔格边长5mm、箔厚0.1mm的直孔正六边形3003-H19蜂窝芯叠层板，使用蜂窝芯拉伸机将蜂窝芯叠层板拉伸展开，展开后剪取边长为1m的正方形蜂窝芯备用；

制备铝蜂窝板的上盖板和下盖板：取厚度为1mm的3003铝板使用剪板机裁成边长为1m的正方形板材备用；所述3003铝板的表面通过热轧工艺复合有一层4343铝合金，复合包覆率为10％；

蜂窝芯脱胶处理：将拉伸好的蜂窝芯放入隧道式加热炉进行预脱胶处理，炉内温度250℃，运行10min；

S2：

碱洗处理：将上盖板、下盖板以及脱胶处理后的蜂窝芯使用温度为60-70℃、浓度为2.5％的Na2CO₃溶液进行碱洗处理，蜂窝芯碱洗20S，上下盖板碱洗30S，碱洗后使用去离子水冲洗干净；

酸洗处理：将碱洗处理后的蜂窝芯、上盖板和下盖板使用浓度为5％的HNO₃溶液在室温下进行酸洗10S，取出用去离子水冲洗后，在隧道式干燥机上进行干燥，干燥温度为60-70℃，干燥时间为5min；

S3：

钎剂喷涂：将NOCOLOK钎剂粉末与水混合，配成钎料粉悬浊液，利用高压气体喷枪将钎料粉悬浊液喷涂在上盖板和下盖板中4343铝合金一侧，钎料粉悬浊液的施用量为5g/㎡，喷涂完成后放入隧道式干燥机上进行干燥，干燥温度为60-70℃，干燥时间为5min；

S4：

将干燥完成的蜂窝芯与上盖板和下盖板中喷涂钎剂的一侧装配固定，然后选用对应尺寸的夹具；

S5：

轻压四个方向上的弹性夹头，使铝蜂窝板胚料装入下夹板，松开四个弹性夹头，四个弹性夹头夹紧铝蜂窝板胚料，然后将上夹板本体的四角套装在连接柱上，将上夹板定位片远离上夹板本体的一端套装在定位柱的上端，然后将压缩弹簧A套装在连接柱上并拧紧锁紧件；

S6：

安置配重块：对称地安置73个质量为50g的配重块于配重块安置孔中；

S7：

入炉钎焊：将装配有铝蜂窝板胚料的夹具放入连续式气体保护钎焊炉的传送带上进行钎焊，保护气体为氮气，全过程控制露点在-40℃以下，游离的O₂低于100ppm，铝蜂窝板胚料依次经过钎焊炉的预热区、加热均温钎焊区、冷却区后得到焊接好的铝蜂窝板，预热区的预热温度为250℃，预热时长为10min,加热均温钎焊区的钎焊温度为520℃，钎焊时长为10min，冷却区使用风机强制风冷，冷却时长为20min；

S8：

出厂前检验：夹具和铝蜂窝板恢复至室温后，从夹具中取出铝蜂窝板，对铝蜂窝板进行超声波无损探伤，显示接头结合良好，未焊上区域面积不超过总接头面积的5％视为合格。

本发明的有益效果：

1、本发明中，配重块、上夹板和下夹板在钎焊过程中均不会与铝蜂窝板发生黏连，且不会在铝蜂窝板表面留下装夹印记，故无需焊后处理；

2、本发明中，配重块的放置位置及数量可以随工艺要求随时调整，配合不同重量的配重块，可以自由调整压紧力大小以及压紧位置，可以快速适应不同大小型号的铝蜂窝板，随时保证蜂窝芯与上盖板和下盖板之间保持最佳装配间隙；

3、本发明中，钎焊过程中，配重块可自由的纵向活动，四个定位夹头可由压缩弹簧C对横向变形提供一定空间，可以在时刻保持夹紧力的同时，给予了铝蜂窝板足够的协调变形空间，在保证铝蜂窝板平整度的同时，尽可能地保证了蜂窝芯与上盖板和下盖板的协调变形，减小了焊后内应力的水平，提高了产品质量。由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本发明中铝蜂窝板钎焊用夹具的装配结构示意图；

图2为图1中上夹板和下夹板待装配状态的结构示意图；

图3为本发明中铝蜂窝板钎焊用夹具的爆炸结构示意图；

图4为图1中上夹板的分解结构示意图；

图5为图1中下夹板的分解结构示意图；

图6为适配大尺寸板的上夹板的结构示意图。

图7为适配大尺寸板的下夹板的结构示意图。

图中，1-配重块、2-上夹板、3-上盖板、4-蜂窝芯、5-下盖板、6-下夹板、7-紧固螺母、8-弹簧垫片、9-压缩弹簧A、10-三角形框架、11-减重孔、21-螺栓组件、22-上夹板定位片、23-上夹板本体、24-配重块安置孔、61-下夹板本体、62-连接柱、63-定位柱、64-压缩弹簧C、65-水平连接杆B、66-压缩弹簧B、67-传感器安装孔、68-定位夹头、69-水平连接杆A。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

铝蜂窝板包括上盖板3、下盖板5以及位于上盖板3与下盖板5之间的蜂窝芯4。

一种铝蜂窝板钎焊用夹具，如图所示，它包括上夹板2、下夹板6和配重块1，所述下夹板6包括下夹板本体61，所述下夹板本体61中与上夹板本体23在竖直方向投影重合的部分为X型镂空结构，X型镂空结构在减重的同时，还可以加强下夹板本体61的强度。为保证钎焊过程中下夹板6可以提供足够的支撑，所述下夹板本体61中与上夹板本体23在竖直方向投影不重合的部分沿周向设置有多个三角形框架10，所述三角形框架10上设置有减重孔11，所述减重孔11和任一镂空区域的面积小于或等于0.01㎡，以保证钎焊过程中下夹板本体61可以提供足够的支撑，所述下夹板本体61的边沿均匀固连有定位柱63和连接柱62，所述定位柱63的数量至少与铝蜂窝板的边数相等，所述连接柱62的高度为铝蜂窝板厚度的2.5-5倍，所述下夹板本体61上开设有与定位柱63和连接柱62间隙配合的通孔，所述定位柱63和连接柱62上位于下夹板本体61的上端面和下端面处分别螺纹连接有紧固螺母7，通过两紧固螺母7将各根定位柱63和连接柱62固定在下夹板本体61上。所述连接柱62中位于上夹板本体23上端和下端的两段外侧分别套装有压缩弹簧A9和压缩弹簧B66，且压缩弹簧A9和压缩弹簧B66的两端分别设置有弹簧垫片8，通过压缩弹簧B66及其两端的弹簧垫片8对上夹板本体23起支撑和减振作用，压缩弹簧A9和压缩弹簧B66还可以缓冲夹具在传送带上运行时受到的震动对焊接质量的影响。所述下夹板本体61的边沿开设有传感器安装孔67，具体来说，传感器安装孔67开设在任一三角形框架10的外边沿处，传感器安装孔67用以在工艺试验时安装相应的温度传感器、线膨胀传感器、震动传感器等。

各定位柱63的内侧面对称连接有弹性夹头，所述弹性夹头包括水平连接杆A69、水平连接杆B65和定位夹头68，所述水平连接杆A69的一端与定位柱63的内侧面固连、另一端开设有盲孔，所述水平连接杆B65的一端与盲孔滑动配合、另一端与定位夹头68固连，所述水平连接杆A69和水平连接杆B65的外侧共同套装有压缩弹簧C64，压缩弹簧C64对水平连接杆B65和定位夹头68的移动提供缓冲，为定位夹头68提供横向夹紧力。

通过上述结构的下夹板6提供铝蜂窝板装配的水平基准面以及定位柱63和连接柱62的固定点。

所述上夹板2包括上夹板本体23，所述上夹板本体23上均匀设置有若干与配重块1间隙配合的配重块安置孔24，所述配重块安置孔24的直径为20-50mm，任意相邻两配重块安置孔24的中心距为配重块安置孔24直径的1-3倍，所述配重块安置孔24的数目为100-800个/㎡，所述配重块1为水泥石棉材料制成，所述配重块1的密度大于或等于1.8g/cm³，配套配重块1的数量不得少于配重块安置孔24的数量。按不同压紧力需要设置有不同重量(20-500g)的配重块1，相同直径的配重块1的质量以配重块1的高度控制，一般以20g为一个阶梯，可根据压紧力需求大小自由配制配重块1的数目及安装位置。配重块1的安置策略为配重块1应当对称安置，并优先安置在上夹板本体23的四边及对角线位置上的配重块安置孔24内。

所述上夹板本体23的边沿对称固连有至少与铝蜂窝板的边数相等的上夹板定位片22，所述上夹板定位片22通过螺栓组件21与上夹板本体23固连，且上夹板定位片22中远离上夹板本体23的一端滑动套装在定位柱63的上端，所述上夹板定位片22中远离上夹板本体23的一端开设有与定位柱63间隙配合的通孔，通过上夹板定位片22连接上夹板本体23和定位柱63，提供定位作用的同时为弹性夹头提供稳定支撑。所述上夹板本体23的四角滑动套装在连接柱62上，所述上夹板本体23上开设有与连接柱62间隙配合的通孔，且连接柱62的顶部固连有锁紧件，所述锁紧件为紧固螺母7，通过上夹板本体23和下夹板本体61将铝蜂窝板胚料夹持在两者中间，提供压紧力的分别为提供钎焊过程中的纵向压紧力的配重块1和提供横向夹紧力的弹性夹头。采用这种结构形式后，夹具为组合式的可拆卸独立元件结构，可以方便地根据所要钎焊的铝蜂窝板的尺寸对夹具组成元件进行组合，满足不同尺寸的铝蜂窝板的装配要求。

所述上夹板定位片22、连接柱62、定位柱63、水平连接杆A69、水平连接杆B65和定位夹头68采用06Cr25Ni20奥氏体铬镍不锈钢材料制成，以满足耐高温、耐腐蚀等要求。所述压缩弹簧A9、压缩弹簧B66和压缩弹簧C64采用inconel718合金材料制成。

所述上夹板本体23和下夹板本体61均为水泥石棉材料制成，且上夹板本体23和下夹板本体61的厚度相等，所述上夹板本体23和下夹板本体61的厚度为10-100mm，且上夹板本体23的面积比铝蜂窝板中上盖板3的面积大至少10％。所述上夹板本体23和下夹板本体61上所有位置均使用圆弧过渡，以减少夹具在钎焊过程中产生应力集中的可能，增强夹具的耐久性和可靠性。

本发明还提供了一种铝蜂窝板的钎焊工艺，它包括如下步骤：

S1：将拉伸好的蜂窝芯4进行脱胶处理；

S2：对铝蜂窝板的上盖板3、下盖板5和蜂窝芯4进行碱洗和酸洗处理；

S3：在铝蜂窝板中上盖板3和下盖板5的复合钎料一侧喷涂钎剂；

S4：根据待焊铝蜂窝板尺寸选用适合规格的弹性夹头；

S5：将铝蜂窝板的上盖板3、下盖板5和蜂窝芯4组装好后装在下夹板本体61上并通过弹性夹头夹紧，然后将上夹板2与下夹板6进行装配，并锁紧连接柱62上的锁紧件；

S6：根据待焊铝蜂窝板的尺寸选用适合重量和数量的配重块1安置于配重块安置孔24中；

S7：将夹具放入连续式钎焊炉的传送带上进行钎焊；

S8：出厂前检验。

下面以铝蜂窝板为正方形为例说明本发明中的铝蜂窝板的钎焊工艺，它包括如下步骤：

S1：

制备铝蜂窝板的蜂窝芯4：取芯高14mm、孔格边长5mm、箔厚0.1mm的直孔正六边形3003-H19蜂窝芯叠层板，使用蜂窝芯拉伸机将蜂窝芯叠层板拉伸展开，展开后剪取边长为1m的正方形蜂窝芯4备用；

制备铝蜂窝板的上盖板3和下盖板5：取厚度为1mm的3003铝板使用剪板机裁成边长为1m的正方形板材备用；所述3003铝板的表面通过热轧工艺复合有一层4343铝合金，复合包覆率为10％；

蜂窝芯4脱胶处理：将拉伸好的蜂窝芯4放入隧道式加热炉进行预脱胶处理，炉内温度250℃，运行10min，脱胶处理后的蜂窝芯4不会散失结构完整性，可直接装配使用，此步骤操作的目的是裂解蜂窝芯生产过程中残留的胶黏剂，防止胶黏剂在钎焊过程中熏黑内壁影响钎焊质量；

S2：

碱洗处理：将上盖板3、下盖板5以及脱胶处理后的蜂窝芯4使用温度为60-70℃、浓度为2.5％的Na2CO₃溶液进行碱洗处理，蜂窝芯4碱洗20S，上盖板3和下盖板5碱洗30S，碱洗后使用去离子水冲洗干净；

酸洗处理：将碱洗处理后的蜂窝芯4、上盖板3和下盖板5使用浓度为5％的HNO₃溶液在室温下进行酸洗10S，取出用去离子水冲洗后，在隧道式干燥机上进行干燥，干燥温度为60-70℃，干燥时间为5min；

S3：

钎剂喷涂：将NOCOLOK钎剂粉末与水混合，配成钎料粉悬浊液，利用高压气体喷枪将钎料粉悬浊液喷涂在上盖板3和下盖板5中4343铝合金一侧，钎料粉悬浊液的施用量为5g/㎡，喷涂完成后放入隧道式干燥机上进行干燥，干燥温度为60-70℃，干燥时间为5min；

S4：

夹具待装夹状态如图2所示，将干燥完成的蜂窝芯4与上盖板3和下盖板5中喷涂钎剂的一侧装配固定好后，然后选用对应尺寸的夹具；

S5：

轻压四个方向上的弹性夹头中的定位夹头68，使水平连接杆B65克服压缩弹簧C64的弹力向盲孔内移动，使铝蜂窝板胚料装入下夹板6，松开四个弹性夹头中的定位夹头68，压缩弹簧C64复位并推动水平连接杆B65和定位夹头68复位，使四个弹性夹头中的定位夹头68夹紧铝蜂窝板胚料，然后将上夹板本体23通过其四角的通孔滑动套装在连接柱62上，将上夹板定位片22远离上夹板本体23的一端通过通孔套装在定位柱63的上端，然后将压缩弹簧A9套装在连接柱62上并拧紧锁紧件(紧固螺母7)；

S6：

安置配重块1：按照工艺要求如图1所示安置策略对称地安置73个质量为50g的配重块1于配重块安置孔24中；

S7：

入炉钎焊：将装配有铝蜂窝板胚料的夹具放入连续式气体保护钎焊炉的传送带上进行钎焊，保护气体为氮气，全过程控制露点在-40℃以下，游离的O₂低于100ppm，铝蜂窝板胚料依次经过钎焊炉的预热区、加热均温钎焊区、冷却区后得到焊接好的铝蜂窝板，预热区的预热温度为250℃，预热时长为10min,加热均温钎焊区的钎焊温度为520℃，钎焊时长为10min，冷却区使用风机强制风冷，冷却时长为20min；

S8：

出厂前检验：夹具和铝蜂窝板恢复至室温后，从夹具中取出铝蜂窝板，对铝蜂窝板进行超声波无损探伤，显示接头结合良好，未焊上区域面积不超过总接头面积的5％视为合格。

本发明中未经描述的技术特征可以通过现有技术实现，在此不再赘述。本发明并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：它包括上夹板、下夹板和配重块；所述下夹板包括下夹板本体，所述下夹板本体的边沿均匀固连有定位柱和连接柱，所述定位柱的数量至少与铝蜂窝板的边数相等，所述连接柱设置在下夹板本体的拐角处，各定位柱的内侧面对称连接有弹性夹头；所述上夹板包括上夹板本体，所述上夹板本体上均匀设置有若干与配重块间隙配合的配重块安置孔，所述配重块对称安置，所述上夹板本体的边沿对称固连有至少与铝蜂窝板的边数相等的上夹板定位片，且上夹板定位片中远离上夹板本体的一端滑动套装在定位柱的上端，所述上夹板本体的四角滑动套装在连接柱上，且连接柱的顶部固连有锁紧件，所述连接柱中位于上夹板本体上端和下端的两段外侧分别套装有压缩弹簧A和压缩弹簧B。

2.根据权利要求1所述的铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：所述配重块安置孔的直径为20-50mm，任意相邻两配重块安置孔的中心距为配重块安置孔直径的1-3倍，所述配重块安置孔的数目为100-800个/㎡。

3.根据权利要求1或2所述的铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：所述弹性夹头包括水平连接杆A、水平连接杆B和定位夹头，所述水平连接杆A的一端与定位柱的内侧面固连、另一端开设有盲孔，所述水平连接杆B的一端与盲孔滑动配合、另一端与定位夹头固连，所述水平连接杆A和水平连接杆B的外侧共同套装有压缩弹簧C。

4.根据权利要求3所述的铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：所述下夹板本体的边沿开设有传感器安装孔，所述连接柱的高度为铝蜂窝板厚度的2.5-5倍。

5.根据权利要求4所述的铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：所述上夹板定位片、连接柱、定位柱、水平连接杆A、水平连接杆B和定位夹头采用06Cr25Ni20奥氏体铬镍不锈钢材料制成，所述压缩弹簧A、压缩弹簧B和压缩弹簧C采用inconel718合金材料制成。

6.根据权利要求5所述的铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：所述配重块、上夹板本体和下夹板本体均为水泥石棉材料制成，所述配重块的密度大于或等于1.8g/cm³，且上夹板本体和下夹板本体的厚度相等，所述上夹板本体和下夹板本体的厚度为10-100mm，且上夹板本体的面积比铝蜂窝板中上盖板的面积大至少10％。

7.根据权利要求6所述的铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：所述上夹板定位片通过螺栓组件与上夹板本体固连，所述上夹板本体上开设有与连接柱间隙配合的通孔，所述下夹板本体上开设有与定位柱和连接柱间隙配合的通孔，所述定位柱和连接柱上位于下夹板本体的上端面和下端面处分别螺纹连接有紧固螺母，所述锁紧件为紧固螺母，所述上夹板定位片中远离上夹板本体的一端开设有与定位柱间隙配合的通孔。

8.根据权利要求7所述的铝蜂窝板钎焊用夹具，其特征是：所述下夹板本体中与上夹板本体在竖直方向投影重合的部分为X型镂空结构，所述下夹板本体中与上夹板本体在竖直方向投影不重合的部分沿周向设置有多个三角形框架，所述三角形框架上设置有减重孔，所述减重孔和任一镂空区域的面积小于或等于0.01㎡，所述定位柱和连接柱相间设置在三角形框架的顶角和底角处。

9.一种采用权利要求1所述铝蜂窝板钎焊用夹具的铝蜂窝板的钎焊工艺，其特征是：它包括如下步骤：

S1：将拉伸好的蜂窝芯进行脱胶处理；

S2：对铝蜂窝板的上盖板、下盖板和蜂窝芯进行碱洗和酸洗处理；

S3：在铝蜂窝板中上盖板和下盖板的复合钎料一侧喷涂钎剂；

S4：根据待焊铝蜂窝板尺寸选用适合规格的弹性夹头；

S5：将铝蜂窝板的上盖板、下盖板和蜂窝芯组装好后装在下夹板本体上并通过弹性夹头夹紧，然后将上夹板与下夹板进行装配，并锁紧连接柱上的锁紧件；

S6：根据待焊铝蜂窝板的尺寸选用适合重量和数量的配重块安置于配重块安置孔中；

S7：将夹具放入连续式钎焊炉的传送带上进行钎焊；

S8：出厂前检验。

10.根据权利要求9所述的铝蜂窝板的钎焊工艺，其特征是：它包括如下步骤：

S1：

制备铝蜂窝板的蜂窝芯：取芯高14mm、孔格边长5mm、箔厚0.1mm的直孔正六边形3003-H19蜂窝芯叠层板，使用蜂窝芯拉伸机将蜂窝芯叠层板拉伸展开，展开后剪取边长为1m的正方形蜂窝芯备用；

制备铝蜂窝板的上盖板和下盖板：取厚度为1mm的3003铝板使用剪板机裁成边长为1m的正方形板材备用；所述3003铝板的表面通过热轧工艺复合有一层4343铝合金，复合包覆率为10％；

蜂窝芯脱胶处理：将拉伸好的蜂窝芯放入隧道式加热炉进行预脱胶处理，炉内温度250℃，运行10min；

S2：

碱洗处理：将上盖板、下盖板以及脱胶处理后的蜂窝芯使用温度为60-70℃、浓度为2.5％的Na2CO₃溶液进行碱洗处理，蜂窝芯碱洗20S，上下盖板碱洗30S，碱洗后使用去离子水冲洗干净；

酸洗处理：将碱洗处理后的蜂窝芯、上盖板和下盖板使用浓度为5％的HNO₃溶液在室温下进行酸洗10S，取出用去离子水冲洗后，在隧道式干燥机上进行干燥，干燥温度为60-70℃，干燥时间为5min；

S3：

钎剂喷涂：将NOCOLOK钎剂粉末与水混合，配成钎料粉悬浊液，利用高压气体喷枪将钎料粉悬浊液喷涂在上盖板和下盖板中4343铝合金一侧，钎料粉悬浊液的施用量为5g/㎡，喷涂完成后放入隧道式干燥机上进行干燥，干燥温度为60-70℃，干燥时间为5min；

S4：

将干燥完成的蜂窝芯与上盖板和下盖板中喷涂钎剂的一侧装配固定，然后选用对应尺寸的夹具；

S5：

轻压四个方向上的弹性夹头，使铝蜂窝板胚料装入下夹板，松开四个弹性夹头，四个弹性夹头夹紧铝蜂窝板胚料，然后将上夹板本体的四角套装在连接柱上，将上夹板定位片远离上夹板本体的一端套装在定位柱的上端，然后将压缩弹簧A套装在连接柱上并拧紧锁紧件；

S6：

安置配重块：对称地安置73个质量为50g的配重块于配重块安置孔中；

S7：

入炉钎焊：将装配有铝蜂窝板胚料的夹具放入连续式气体保护钎焊炉的传送带上进行钎焊，保护气体为氮气，全过程控制露点在-40℃以下，游离的O₂低于100ppm，铝蜂窝板胚料依次经过钎焊炉的预热区、加热均温钎焊区、冷却区后得到焊接好的铝蜂窝板，预热区的预热温度为250℃，预热时长为10min,加热均温钎焊区的钎焊温度为520℃，钎焊时长为10min，冷却区使用风机强制风冷，冷却时长为20min；

S8：

出厂前检验：夹具和铝蜂窝板恢复至室温后，从夹具中取出铝蜂窝板，对铝蜂窝板进行超声波无损探伤，显示接头结合良好，未焊上区域面积不超过总接头面积的5％视为合格。

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