复合材料蜂窝夹芯结构挖补工艺.pdf

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1、复合材料蜂窝夹芯结构挖补工艺ScarfPatchProcessforCompositesHoneycombSandwichStructure成都飞机工业(集团)有限责任公司罗辑杨永忠陈新萍梁斌闰雷鸽通过试验。对温度均匀性、打磨方法、界面处理、蜂窝芯灌封固化等工艺影响因素进行了系统研究，并通过无损检测进行了修补效果验证，得出了更佳的修补工艺方法。我国复合材料专业起步较晚，从“九五，，后开始大量系统地开展复试验和分析合材料修补技术的研究。孟凡颢、陈复合材料夹芯构件的修补一般。。绍杰‘11等人通过有限元方法研究得要经历确定修补区域、打磨去层、去高级工程师．1991年毕业于复旦

2、出了修补的最佳补片直径、胶层厚除x西J,耿砰肉一-叭I-P修补受损蜂窝芯、蜂大学材料系高分子专业，2008年工程硕度、补片厚度等。邹国发、龙国荣【21窝芯修补固化、蜂窝芯修补处打磨平士毕业于西北工业大学材料学院；现担等人通过试验研究了修补对结构强整、修补补片铺叠、封袋、固化等工量砉蒹圭尝冀努骂0将要霎墨釜器度和刚度的影响。在复合材料蜂窝序。其中每个环节的工艺参数控制域军、民机复合材料制件的研制和工艺夹芯构件的修补工艺上，还未见相应都至关重要。技术研究工作。的系统研究，而事实上，大量的修补本文试验母材和补片所使用的实践证明，修补工艺对修补成功率和复合材料为Cytec的Cy

3、con970／'I'300修补质量有着巨大的影响。预浸料，胶粘剂为Cytec板芯胶膜，本文通过试验，对温度均匀性、蜂窝芯为Nomex纸蜂窝。打磨方法、界面处理、蜂窝芯灌封固1蜂窝芯灌封对修补的影响化等工艺影响姥j素进行了系统研究，灌封胶通常被用于受损蜂窝芯并通过无损检测进行了修补效果验局部补强，密封胶和灌封胶类树脂通证，得出了更佳的修补工艺方法。常在使用时，一般仅要求变硬后可进100航空制造技术·2010年第6期行下一步操作，但经过大量的修补实践证明，灌封胶的同化程度对修补质量有重要影响。试验方案和结果见表1。较好，采用碳化硅砂进行界面处理的修补粘接最差，而采用180以

4、上氧化铝砂纸进行界面打磨后的的修补试件无损检测结果几乎相同，内部粘接表1灌封胶固化程度对修补影响试验方案及结果，试验件分类l司化时间尤损检测结果，撑l室温12h不合格#2室温24h不合格(有改善)撑3室温48h不合格(较大改善)完全固化#4合格(150t6h)从试验结果来看，灌封胶固化越完全，修补后的效果就越好。完全固化灌封胶势必会造成修补周期的延长或工序的繁琐，鉴于使用不同灌封胶时得出的结果可能有所不同，建议在使用新的灌封材料组合时，首先进行灌封胶固化程度对修补的影响试验。2胶接界面处理工艺对修补的影响界面起到粘接修补补片与母板的作用，通常采用砂纸打磨和丙酮清洗的方法

5、对界面进行处理。常见的砂纸大概町分为碳化硅砂纸和氧化铝砂纸，用碳化硅砂纸打磨时，由于打磨后容易掉渣残留在灌封胶界面上对胶接有害，所以在复合材料打磨尤其是对灌封胶进行打磨时，禁止使用该类砂纸。氧化铝砂纸砂粒的粗细将影响到打磨后界面的粗糙度，界面过于光滑，与铺层的接触面小，同时也缺少界面的机械嵌合作用，修补后无法得到很好的界面剪切强度。反之，如果砂粒过粗，打磨后的界面上将留下较深的孔洞和凹槽，容易因树脂无法浸润填满这些孔隙影响到无损检测而造成修补失败。对采用不同砂纸类型和不同颗粒砂纸处理界面后的修补区进行无损检测，界面打磨后都用抹布浸少量丙酮进行了清洗，并干燥15rain以

6、上。试验结果与理论分析结果吻合都较好。试件修补区周围出现的白色异常显示后来经证明为外表面的残留的胶带，去除后对零件修补无影响。3加热毯固化时的热温均匀控制复合材料的修补同化方法主要有热压罐、烘箱、加热毯、烤灯4种。烤灯仅适合于同化温度在60℃以下的修补，而对于中高温同化的修补，需采用前3种方法同化。其中，加热毯冈具有便携、易操作、成本低、无特殊环境要求等优点，在修补方面应用非常广泛。但加热毯也有其自身的缺点，其在同化修补时为局部加热，容易受零件结构形状和周围环境的影响，产生较大温差。对于夹芯结构，修补区处从试验结果来看，对于最大厚度为30mm的蜂窝芯，蜂窝芯高度差小于5

7、mm时，温差基本能够满足固化要求；当蜂窝芯厚度超过5ram或跨越蜂窝芯区和板板区进行修补时，需要通过调节透气毡厚度来调节加热区的散热速度来控制温差，但这种方法控制温差稳定性较差，需有人实时监控温度变化情况，当然也可以换用烘箱和热压罐进行固化。结论根据上述试验，我们得出以下结论：(1)当采用灌封胶修补蜂窝芯时，铺叠修补补片前，需确保罐封胶完全同化，否则容易引起修补在界面上脱粘。(2)胶接界面打磨需要采用180目以上的氧化铝砂纸，为了获得较好的机械嵌合力，砂粒应不超过320目。表2蜂窝厚度差异产生的温差TClT(：2TC3T(．4TC51’C