Ламинат со сваренными встык металлическими слоями

Изобретение может быть использовано при производстве конструкций высокой прочности, например облицовочных панелей фюзеляжа и крыльев самолета. Ламинат содержит, по меньшей мере, два металлических слоя, имеющих, каждый, толщину менее 1 мм. Армированный волокном пластиковый связующий слой расположен между металлическими слоями. По меньшей мере, один из металлических слоев содержит металлические листы, соединенные друг с другом при помощи стыкового сварного соединения. Сварной шов имеет толщину, которая, по существу, равна толщине металлических листов. Металлические листы образованы из Al, Cu, Li, Mg, Si или Ti или из их сплавов. Ламинат не имеет утолщений на местах расположения стыков и обеспечивает отсутствие разрывов на поверхности панели. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к ламинату, содержащему, по меньшей мере, два металлических слоя и связующий слой, расположенный между металлическими слоями.

В международной публикации WO 9853989 от 03.12.1998 раскрыт ламинат, содержащий металлические слои, включающие металлические листы и, по меньшей мере, один связующий слой, расположенный между металлическими листами и присоединенный к ним, при этом, по меньшей мере, один из металлических листов перекрывает, по меньшей мере, один край другого металлического листа, и, по меньшей мере, один из металлических листов изогнут в направлении и/или по существу проходит в плоскости другого металлического листа. Связующий слой содержит армирующие волокна.

Ламинат такого типа используется для производства легких конструкций высокой прочности. В качестве примеров можно привести облицовочные панели фюзеляжа и крыльев самолета. Ламинат такого типа также может быть использован для изготовления других компонентов, таких как створки, двери и т.п. Относительно простая возможность придания такому ламинату специфической заданной формы в данном случае является важным фактором.

Принимая во внимания требования высокой прочности, которым должны отвечать изделия, полученные таким путем, часто используют материалы высокого качества для получения различных слоев. Примером такого материала для металлических слоев является титан. В этом случае достаточно прочные изделия могут быть получены даже при относительно малых толщинах металлических слоев, например менее чем 1 мм.

Металл, такой как титан, поставляют в виде рулона полосового материала, который имеет ограниченную ширину, принимая во внимание высокое давление металла на валки, которое необходимо для получения малой толщины. Более того, титан марки 15-3-3-3, который представляет собой относительно недорогой сплав с высокой прочностью на растяжение, при малых толщинах поставляется только в виде узких полос. Это означает, что полученные из него панели будут иметь большое число стыков, которые соединяют соседние полосы. Как правило, такие стыки создают ряд недостатков.

Прежде всего, создание таких стыков является трудоемким и поэтому дорогостоящим. Кроме того, имеются местные утолщения в ламинате у местоположений стыков (соединений внахлестку) между слоями. Эти утолщения образуют разрывы на поверхности панели, которые также являются нежелательными по аэродинамическим соображениям. Более того, крепежное средство не может быть пропущено через панель в местоположении такого стыка.

В связи с изложенным, целью настоящего изобретения является создание ламината, не имеющего вышеуказанных недостатков.

Эта цель достигается тем, что ламинат содержит, по меньшей мере, два металлических слоя, имеющих, каждый, толщину менее 1 мм, и армированный волокном пластиковый связующий слой, расположенный между металлическими слоями, при этом, по меньшей мере, один из металлических слоев содержит металлические листы, соединенные друг с другом при помощи стыкового сварного соединения.

Сварной шов, полученный при помощи стыкового сварного соединения, может иметь толщину, равную толщине металлических листов.

Металлические листы могут быть образованы из Al, Cu, Li, Mg, Si или Ti или из их сплавов.

В ламинате может быть использован титановый сплав марки 15-3-3-3.

Для ламината в соответствии с настоящим изобретением обеспечено надежное сварное соединение между различными металлическими листами одного и того же металлического слоя. За счет стыкового сварного соединения листы гладко объединяются друг с другом, в результате чего отсутствует неровность поверхности, которая может отрицательно влиять на ее аэродинамические характеристики. В частности, при использовании такого ламината сварной шов, который получают за счет стыкового сварного соединения, может иметь толщину, равную толщине металлических листов.

Ниже изобретение более подробно описано со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:

фиг.1 показывает поперечное сечение ламината в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.2 показывает первое устройство для изготовления металлического слоя для ламината, показанного на фиг.1;

фиг.3 показывает второе устройство для изготовления металлического слоя для ламината.

Ламинат, показанный на фиг.1, имеет два металлических слоя 1, 2, соединенных друг с другом при помощи армированного волокном пластикового связующего слоя 3. Несмотря на то, что на фиг.1 показаны два металлических слоя и один пластиковый связующий слой, ясно, что ламинат может иметь более трех металлических слоев и пластиковых слоев, установленных поочередно.

Каждый из двух металлических слоев 1 и 2 изготовлен из двух металлических листов 4, 5, соединенных друг с другом при помощи стыкового сварного соединения 6. Эти стыковые сварные соединения 6 имеют главным образом толщину, равную толщине металлических листов 4, 5. Таким образом, стык между металлическими листами 4, 5 гарантирует гладкий переход в ламинате.

Такой ламинат не только является очень прочным, но и исключительно хорошо подходит для применений, в которых аэродинамические характеристики имеют важное значение, например, для панелей, применяемых для крыльев и фюзеляжа самолета.

Металлические слои 1, 2 могут быть получены сваркой из металлических листов 5, 6 различными путями. В устройстве в соответствии с фиг.2 один металлический слой 4 зажимают в нижнем зажимном приспособлении 7, имеющем две зажимные половины 8, 9, между которыми имеется фасонная прорезь 10. Верхнее зажимное приспособление 11 также имеет соответствующую фасонную прорезь 10 (не показана). Листы 4, 5, которые зажаты в зажимных приспособлениях 7, 11, показаны схематично.

Зажимные приспособления 7, 11 прочно соединены друг с другом при помощи стоек 12. Фасонные металлические листы 4, 5, зажатые указанным образом, затем могут быть сварены друг с другом по шву 13.

В устройстве в соответствии с фиг.3 каждый из металлических листов 4, 5 зажат между опорной плитой 16 и двумя зажимными пластинами 14, 15. Опорная плита 16 имеет выемку 17, которая находится непосредственно под швом 13 между металлическими листами 4, 5,

При помощи сопла 18 можно подавать, например, газообразный аргон, так что сварка, например, титановых листов 4, 5 друг с другом будет происходить в контролируемой атмосфере. За счет использования тонких, узких полос металла также возможно получать изделия с двойным изгибом.

1. Ламинат, содержащий, по меньшей мере, два металлических слоя, имеющих, каждый, толщину менее 1 мм, и армированный волокном пластиковый связующий слой, расположенный между металлическими слоями, при этом, по меньшей мере, один из металлических слоев содержит металлические листы, соединенные друг с другом при помощи стыкового сварного соединения.

2. Ламинат по п.1, в котором сварной шов, полученный при помощи стыкового сварного соединения, имеет толщину, равную толщине металлических листов.

3. Ламинат по п.1 или 2, в котором металлические листы образованы из Al, Cu, Li, Mg, Si или Ti, или из их сплавов.

4. Ламинат по п.3, в котором использован титановый сплав марки 15-3-3-3.