JP2004203040A - 突合せ溶接された金属層のラミネート - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術の欠点を有していないラミネートを提供する。
【解決手段】少なくとも２層の金属層１，２と、これら金属層間に配置されたファイバーで補強されたプラスチック接着層３とからなり、前記金属層の少なくとも１つは、互いに接続された複数の金属シート４，５により形成されている。これら金属シートは、突合せ溶接６により互いに接続されている。前記突合せ溶接により決定される溶接シームは、前記金属シートの厚さとほとんど同じ厚さを有する。前記金属シートは、Ａｌ，Ｃｕ，Ｌｉ，Ｍｇ，ＳｉもしくはＴｉ、またはこれらの合金で形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、少なくとも２層の金属層と、これら金属層間に配置されたファイバーで補強されたプラスチック接着層とからなり、前記金属層の少なくとも１つは、互いに接続された複数の金属シートにより形成されている、ラミネートに関する

このようなタイプのラミネート、一般に知られており、高い強度の軽量構成物の製造のために使用されている。説明可能な例は、航空機の羽根や胴体で見られる外皮パネル（スキンパネル）である。このタイプのラミネートは、フラップやト゜ア等の構成物にも使用されている。このようなラミネートが特別な形状になされ得る
比較的簡単な方法は、ここでは、重要な役割を果たしている。

この方法で得られる製品により満たされなければならない高い強度の要求の観点から、高グレードの材料が、種々の層のために、度々選定されている。金属層に対する例は、チタンである。この場合には、充分に強度のある製品を、例えば、１ｍｍ未満のようにかなり層が薄くても、得ることができる。

チタンのような金属は、上記のような薄い厚さにするために、必要である高い圧延力に関連した制限された幅を有するストリップの形態で材料のロールの形で利用され得る。更に、高い引張り強度を有し、比較的安価な合金である１５−３−３−３チタンは、比較的薄いために狭いストリップとしてのみ利用され得る。このことは、これから形成されるパネルが、隣り合いストリップ間かなり多くのジョイント部が見られることを意味している。一般に、これらジョイント部は、欠点となる。

第1に、このようなジョイント部の形成は、かなり労力を必要とし、従って高価となる。また、層間のジョイント部（継ぎ目）の所でラミネートが部分的に薄くなる。これらの厚さの相違は、パネルの表面に亀裂を生じさせ、空力学的見地から好ましくない。また、パネルを通す固定手段が、ジョイント部の場所では使用することができない。

かくして、本発明の目的は、前記欠点を有さない、上位概念に記載したタイプのラミネートを提供することである。この目的は、金属層の金属シートが、突合せ溶接により互いに接続されることにより、達成される。

本発明に係わるラミネートの場合には、先ず、信頼性のある溶接による接続が種々の金属シート相互間、並びに同じ金属層間で得ることができる。

更に、突合せ溶接により、シートは、互いに円滑に染み込むので、不均一な厚さとはならず、これの空力学見地で有効である。特に、このラミネートにおいては、突合せ溶接により決定される溶接シームは、金属シートの厚さとほとんど同じ厚さを有することができる。

前記金属層は、１ｍｍ未満の厚さを有することができる。また、これら金属層は、Ａｌ，Ｃｕ，Ｌｉ，Ｍｇ，Ｓｉ，もしくはＴｉ、またはこれらの合金で形成され得る。

本発明は、また、ＴＩＧ溶接により、金属シート相互を突合せ溶接することを具備する、上述したようなラミネートのために、互いに接続された金属シートを有する金属層の製造方法に関する。特に、この方法は、ここで述べられる添加材料ＡＭＳ４９５１の助けにより、互いにチタンシートを溶接する方法であり得る。

図１に示されたラミネートは、ファイバーで補強されたプラスチック接着層３により互いに接続された２つの金属層１，２を有する。図１には、２つの金属層と１つのプラスチック接着層とが示されているけれども、ラミネートは、勿論、複数の金属層とこれら金属層の間に配設されたプラスチック接着層との合計３つ以上の層を有することができる。

前記２つの金属層１，２は、各々が突合せ溶接６により互いに取着された、２つの金属シート４，５により夫々形成されている。突合せ溶接６は、これら金属シート４，５の厚さと実質的に同じ厚さを有する。かくして、これら金属シート４，５の間のジョイント部は、ラミネート内で円滑な遷移を補償している。

このようなラミネートは、強度があるばかりではなく、航空機の羽根や胴体のためのパネルのような、空力学上特別な役割を果たす適用に非常に適している。

前記金属層１，２は、種々の方法で金属シート５，６から溶接して形成され得る。図２に係わる設定において、１つの金属シート４が、２つのクランプ半体８，９を有する下側のクランプ装置7内でクランプされている。この装置は、成形スリット１０を半体間で規定している。上側のクランプ装置１１は、前記スリットと対応するように成形されたスリット（見ることができない）を有する。これらクランプ装置７，１１によりクランプされた金属シート４，５は、概略的に示されている。

前記クランプ装置７，１１は、複数の柱１２により互いにしっかりと装着されている。このようにしてクランプされた金属シート４、５は、シーム１３の所で互いに溶接されることができる。

図３の設定においては、金属シート4，5は、１つのベースプレート１６と、２つのクランププレート１４，１５との間で夫々クランプされる。このベースプレート１６は、金属シート４，５間のシーム１３の直下に位置した凹所１７を有する。

ノズル１８によって、例えば、チタンシート４，５相互の溶接が制御された雰囲気でなされ得るように、例えば、アルゴン雰囲気を供給することが可能である。薄く狭い金属ストリップを使用することにより、２重折り(double bend)の製品を作ることが可能である。

本発明に係わるラミネートの断面図である。 図１に係わるラミネートのための金属層の製造のための第1の設定を示す図である。 第２の製造の設定を示す図である。

符号の説明

１，２…金属層、3…プラスチック接着層、４，５…金属シート、６…突合せ溶接

Claims (8)

1. 少なくとも２層の金属層（１，２）と、これら金属層（１，２）間に配置されたファイバーで補強されたプラスチック接着層（３）とからなり、前記金属層（１，２）の少なくとも１つは、互いに接続された複数の金属シート（４，５）により形成されているラミネートにおいて、前記金属層（１，２）の金属シート（４，５）は、突合せ溶接（６）により互いに接続されていることを特徴とするラミネート。
2. 前記突合せ溶接（６）により決定される溶接シームは、前記金属シート（４，５）の厚さとほとんど同じ厚さを有することを特徴とする請求項１のラミネート。
3. 前記金属層（１，２）は、１ｍｍ未満の厚さを有することを特徴とする請求項１もしくは２のラミネート。
4. 前記金属シート（４，５）は、Ａｌ，Ｃｕ，Ｌｉ，Ｍｇ，ＳｉもしくはＴｉ、またはこれらの合金で形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１のラミネート。
5. Ｔｉ合金は、１５−３−３−３であることを特徴とする請求項４のラミネート。
6. 請求項１ないし５のいずれか１に係わるラミネートのための、互いに接続された金属シート（４，５）を備えた金属層（１，２）の製造方法であって、この製造方法は、ＴＩＧ溶接により金属シート（４，５）を互いに突合せ溶接することを具備する製造方法。
7. 添加材料ＡＭＳの助けでチタンシート（４，５）を一緒に溶接する、チタン層（１，２）の製造のための請求項６に係わる方法。
8. 金属シートの互いに面した端部が所定距離離れるように金属シート（４，５）をクランプすることを具備する、請求項６もしくは７に係わる方法。

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