一种泡沫金属夹层板压印连接成形方法与流程

本发明涉及一种泡沫金属夹层板压印连接成形方法，属于压印连接工艺技术领域。

背景技术：

泡沫金属是指含有泡沫气孔的特种金属材料。通过其独特的结构特点，泡沫金属拥有密度小、隔热性能好、隔音性能好以及能够吸收电磁波等一系列良好优点，在航空航天及汽车制造等领域具有广阔应用前景。

金属板材-泡沫金属-金属板材组合的“三明治”泡沫金属夹层板结构因具有轻质、高强度等特点被广泛应用于工程领域。当所连接的夹板为同种材料时，通常使用焊接技术进行连接；当所连接的夹板为异种材料时，由于异种板材的熔点与热膨胀系数差异较大，则可焊接性不好，通常使用螺钉连接、传统铆接和粘接等连接技术；传统的机械连接需要预先打孔，通过机械外锁方式实现板材连接，其造成接头不美观及密封性差；粘接性能受环境影响较大，在工程应用中不适宜高温和高湿的工作环境。

技术实现要素：

本发明提供了一种泡沫金属夹层板压印连接成形方法，以解决现有传统连接技术受板材种类和环境因素制约、接头连接性能存在缺陷的问题。

本发明的技术方案是：一种泡沫金属夹层板压印连接成形方法，所述方法的具体步骤如下：

s1、根据待连接泡沫金属材料2的性能及接头性能要求选择合适的金属板材作为上板5和下板4；

s2、将待连接的泡沫金属材料2夹在上板5和下板4中间，形成金属板材-泡沫金属-金属板材组合的“三明治”泡沫金属夹层板结构；

s3、将所述“三明治”泡沫金属夹层板放置在冲头1和下模3作用下实现压印连接；对压印接头横向截面进行直观检测，确保接头颈部厚度为0.39mm-0.47mm、镶嵌量为0.23mm-0.34mm；据此确定“三明治”泡沫金属夹层板的最优压印参数。

所述上板5厚度1.5mm，下板4厚度1.5mm，泡沫金属材料2厚度1mm-2mm。

所述上板5和下板4的材料为相同或者不同。

当上板5和下板4的材料不同时，则将材料强度较大的板材作为上板5。

本发明的有益效果是：通过运用压印连接方法实现了泡沫金属夹层板的有效连接，接头平整美观、密封性良好，接头具有良好的成形质量和静力学性能；解决了传统连接技术受板材种类和环境因素制约、接头连接性能存在缺陷的问题，促进了泡沫金属在工业中的应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的连接后试件示意图；

图3为本发明的截面示意图；

图4为本发明实施例1接头拉伸-剪切试验的载荷位移曲线；

图5为本发明实施例2接头拉伸-剪切试验的载荷位移曲线；

图6为本发明实施例3接头拉伸-剪切试验的载荷位移曲线；

图7为本发明实施例4接头拉伸-剪切试验的载荷位移曲线；

图中各标号为：1-冲头、2-泡沫金属夹层、3-下模、4-下板、5-上板；x-底部厚度、n-颈部厚度、t-镶嵌量。

具体实施方式

实施例1：一种泡沫金属夹层板压印连接成形方法，选用aa5052铝合金作为夹板，板材尺寸为110×20×1.5mm，选用泡沫铜作为夹层，夹层尺寸为20×20×1mm，置于压印机器上进行压印连接，压印连接后的试件如图2所示，对接头横向截面进行直观检测，测得镶嵌量为0.34mm,颈部厚度为0.46mm，具有良好的可连接性。对接头进行拉伸-剪切试验，如图4所示，试验结果显示添加1mm泡沫铜夹层的压印接头的失效载荷均值为1484.2n，失效位移均值为0.77mm，通过matlab程序可得到其能量吸收均值为0.748j，试验研究表明了很好的力学性能。

实施例2：一种泡沫金属夹层板压印连接成形方法，选用aa5052铝合金作为夹板，板材尺寸为110×20×1.5mm，选用泡沫铜作为夹层，夹层尺寸为20×20×1.5mm,置于压印机器上进行压印连接，压印连接后的试件如图2所示，对接头横向截面进行直观检测，测得镶嵌量为0.23mm，颈部厚度为0.40mm，具有良好的可连接性。对接头进行拉伸-剪切试验，如图5所示，试验结果显示添加1.5mm泡沫铜夹层的压印接头的失效载荷均值为1530.7n，失效位移均值为0.75mm，通过matlab程序可得到其能量吸收均值为0.76j，试验研究表明了很好的力学性能。

实施例3：一种泡沫金属夹层板压印连接成形方法，选用aa5052铝合金作为夹板，板材尺寸为110×20×1.5mm,选用泡沫镍作为夹层，夹层尺寸为20×20×2mm，置于压印机器上进行压印连接，压印连接后的试件如图2所示，对接头横向截面进行直观检测，测得镶嵌量为0.34mm，颈部厚度为0.39mm，具有良好的可连接性。对接头进行拉伸-剪切试验，如图6所示，试验结果显示添加2mm泡沫镍夹层的压印接头的失效载荷均值为1593.3n，失效位移均值为0.596mm，通过matlab程序可得到其能量吸收均值为0.638j，试验研究表明了很好的力学性能。

实施例4：一种泡沫金属夹层板压印连接成形方法，选用aa5052铝合金作为夹板，板材尺寸为110×20×1.5mm，选用泡沫铁镍作为夹层，夹层尺寸为20×20×1.5mm，置于压印机器上进行压印连接，压印连接后的试件如图2所示，对接头横向截面进行直观检测，测得镶嵌量为0.31mm，颈部厚度为0.47mm，具有良好的可连接性。对接头进行拉伸-剪切试验，如图7所示，试验结果显示添加1.5mm泡沫铁镍夹层的压印接头的失效载荷均值为1661.55n，失效位移均值为0.732mm，通过matlab程序可得到其能量吸收均值为0.758j，试验研究表明了很好的力学性能。

另外，也可以选用不同材料的金属板材作为夹板，当材料不同时，将材料强度较大的板材作为上板5

上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种泡沫金属夹层板压印连接成形方法，方法为：根据待连接泡沫金属材料的性能及接头性能要求选择合适的金属板材作为上板和下板；将待连接的泡沫金属材料夹在上板和下板中间，形成金属板材‑泡沫金属‑金属板材组合的“三明治”泡沫金属夹层板结构；将“三明治”泡沫金属夹层板放置在冲头和下模作用下实现压印连接。本发明通过运用压印连接方法实现了泡沫金属夹层板的有效连接，接头平整美观、密封性良好，接头具有良好的成形质量和静力学性能；解决了传统连接技术受板材种类和环境因素制约、接头连接性能存在缺陷的问题，促进了泡沫金属在工业中的应用。

技术研发人员：何晓聪;赵得锁
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2017.05.31
技术公布日：2017.09.22