金属蜂窝铝板制造技术 新型结构

针对金属蜂窝铝板结构钎焊制造技术，北京航空制造工程研究所依托各类基金和预研及攻关课题，攻克了金属蜂窝壁板结构研制过程中的几大难题：

金属蜂窝铝板型面精密加工技术。由于金属蜂窝芯体结构壁薄、刚性差，采用传统的机械切削加工方法来加工，被切削的蜂窝孔易产生倒伏变形而损坏芯格，无法保证蜂窝芯体外形加工精度和表面质量，从而影响后续零件的整体钎焊。项目组从蜂窝结构本身的特殊性、加工工艺优化等方面出发，经大量工艺试验，成功解决了蜂窝芯型面加工过程中的倒边问题，提高了蜂窝精度型面加工精度，目前蜂窝芯体型面加工尺寸精度可达±0.1mm，能够很好地满足后续钎焊装配要求。

高强、高韧非晶钛基钎焊料的研制开发。蜂窝铝板钛元素的化学活度较大，在钎焊过程中钛原子极易扩散，尽管有利于钎焊界面的形成，但界面极易形成钛元素相关金属间化合物，成为钎焊接头脆化的隐患所在。项目组基于Pauling的价键理论和能带理论提出的固体与电子理论，从原子间成键的角度，对钛合金钎料成分选择进行了理论计算，同时结合热力学手段，研究了钎料合金的热力学性质，为钛合金薄壁结构用钎料最优成分范围的确定以及钎焊工艺的制定提供理论依据。图2所示为开发的钎料，该钎料可制备成非晶状态，具有高强度、高韧性等性能优势，极大地提高了钛合金蜂窝薄壁结构钎焊接头的塑韧性，目前已将其应用于重点型号产品上。

大面积复杂型面金属蜂窝壁板结构焊接质量控制。对于金属蜂窝铝板结构，焊接质量是其最关键技术指标，对于目前型号中研制的金属蜂窝壁板零件，不仅结构尺寸大，而且型面都非常复杂，由于采用整体钎焊方法制造，蜂窝芯体与内蒙皮间连接界面多，钎焊过程要求装配间隙小于0.1mm，要使整个零件的焊合率、外表面质量及蜂窝区和板板区性能三方面技术指标均达到设计要求难度大。项目组从提高蜂窝芯体型面加工尺寸精度、蒙皮成形尺寸精度，反复优化钎焊工装设计方案，协调蒙皮、蜂窝芯体及钎焊工装之间装配关系等方面反复开展验证试验，使整个结构的焊合率达到90%以上，成功解决了型号研制中金属蜂窝壁板结构焊合率低的问题，实现了大面积、大曲率钛合金蜂窝壁板结构的可靠钎焊。

目前已具备的技术能力如下：不同材料的金属蜂窝壁板结构的制造，如不锈钢、各类钛合金、Ti-Al金属间化合物以及各类高温合金材料等;各类大型、异形蜂窝芯体的制造，蜂窝芯体规格范围可达：芯格尺寸0.8mm～12.8mm，芯格壁厚0.05～0.12m，芯格高度5mm～180mm;各类大型、异形蜂窝壁板结构的制造及检测，目前可研制金属蜂窝壁板结构产品最大尺寸规格可达2600mm×1200mm×180mm;可用于制造飞机机身壁板、口盖、防火墙、操纵面、金属热防护、消音、吸能、减振及抗冲击结构等。

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