層壓複合材料，即層狀材料，是兩層或更多層結合在一起而組成的材料。各層材料的位向和形態可以不同。包覆金屬板是金屬—金屬層狀材料的一個實例。通常選擇外層材料提供抗腐蝕性或裝飾外觀，而選擇內層提供強度。橡膠—纖維是有機—有機層壓複合材料的實例。其它可能的層壓複合材料是金屬—有機物，有機—無機和無機—無機層狀材料。
基本介紹
簡介,蜂窩結構材料,層壓複合材料的焊接,概述,焊接特點,層壓複合材料性能的預測,
簡介
層壓複合材料是由兩層或多層不同金屬構成的材料，層壓複合材料的製備方式有軋合法、雙金屬擠壓法、爆炸焊法及釺焊法。通過精心選擇不同的金屬層，可使層壓複合材料在以下幾個方面具有比各組成金屬更好的性能：抗腐蝕性、抗磨性，韌性、硬度、強度、導熱性、導電性以及成本等。
最常見的層壓複合材料足覆層鋼板，主要有不鏽鋼、鎳基合金、鈦合金、銅合金覆層鋼板等，覆層厚度可占總厚度的5%~50%，一般為10%~20%。基層的作用是保證結構強度及剛度，覆層的作用是提高耐蝕性、導電性等。還有一種耐蝕層壓複合材料是純鋁覆層鋁合金板。覆層鋼板的耐蝕性主要利用了覆層的性能。而純鋁包覆鋁合金複合材料是利用兩種材料的不同陽極電位來保護內層材料。
蜂窩結構材料
蜂窩結構材料可以歸入層狀複合材料一類。這類材料一般由薄的蒙皮材料和低密度的芯子材料組成。蜂窩結構材料綜合具有低密度和高截面模量。例如一根鋁蒙皮蜂窩夾芯梁的重量大約是同等剛度實心鋁梁的五分之一。蜂窩結構中蒙皮材料承受所施加的主要載荷，因此，它決定了複合材料的強度，剛度和穩定性。常用的蒙皮材料有鋁、不鏽鋼、鎂、鈦和塑膠。夾芯是蜂窩結構的主體。所以，它的重量常常很輕。但是必須堅固得足以經受主切向載荷和壓縮載荷。夾芯可以是泡沫狀的，也可以是篩眼狀的。
泡沫狀夾芯常常用塑膠製造，特別常用聚苯乙烯，氨基甲酸乙酯，醋酸纖維，酚醛樹脂、環氧樹酯，聚矽氧。玻璃陶瓷和水泥一類泡沫無機材料也可以套用。空格夾芯可以有波紋結構或蜂窩狀結構。它一般是由金屬箔通過焊接，釺焊或膠粘的方法連線製造成的。其它夾芯材料有玻璃增強塑膠，陶瓷，甚至還有紙。
層壓複合材料的焊接
概述
複合鋼板是以不鏽鋼、鎳基合金、銅基合金或鈦板為覆層，珠光體鋼為基層，並用焊接的方法製成的雙金屬板材。複合鋼板焊接的主要問題是如何保證接頭仍具有複合鋼板的綜合性能，防止焊縫金屬的耐腐蝕性、抗裂性和導電性的降低。一般情況下應對基層、覆層分別進行焊接，焊接材料、工藝等應分別按照基層、覆層來選擇，並應注意焊接順序。
不銹複合鋼板由不鏽鋼覆層和碳鋼或普通低合金鋼基層聯合軋制而成的雙金屬板。其中覆層不鏽鋼保證耐腐蝕性，基層結構鋼保證強度。一般覆層占總厚度的10%～20%。
焊接特點
焊接材料選擇不當或焊接參數不對時，不鏽鋼覆層的焊縫可能嚴重稀釋，形成馬氏體淬硬組織；或者由於鉻、鎳強烈滲入碳鋼基層而引起嚴重脆化，並產生裂紋；而在複合鋼板的過渡區，由於在焊接高溫下碳的擴散，從而在複合鋼板一側交界區形成高硬度的富碳層和基板一側的低硬度的脫碳層，富碳層內產生脆性組織，使焊接接頭塑性下降。同時，也使焊接接頭的耐蝕性下降。
層壓複合材料性能的預測
各個層如同轉換韌性基體和厚度所示，其層壓板性能的組合，達到韌性性能的過程，在幾種出版物中均有敘述。
這種方法是根據經典的板材理論產生的，最後得到分別稱作A、B、D的基體。
A基體（拉伸韌性）使作用在層壓板上的平面內力（包括法向和受剪下）與拉伸及剪下應變相聯繫，也是個別層C基體的等效值。
D基體（彎曲韌性）使作用在層壓板上的彎曲扭轉力矩與產生的曲率及扭轉相聯繫。
B基體表示彎曲及拉伸之間的聯繫特徵。例如，由於兩面不同取向，層壓板受到拉伸荷載時，對中平而沒有對稱鋪設的2層斜角疊合，表明有扭轉產生。
