本發(fā)明涉及復(fù)合材料構(gòu)件修復(fù)領(lǐng)域,具體是一種復(fù)合材料口蓋端面局部微幅增厚方法。
背景技術(shù):
1、隨著航空航天等領(lǐng)域高端裝備輕量化快速發(fā)展,復(fù)合材料憑借其高比強(qiáng)度、優(yōu)抗疲勞性、高可設(shè)計性等優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于機(jī)身蒙皮、機(jī)翼壁板等關(guān)鍵承力或功能構(gòu)件,成為提升裝備綜合性能的關(guān)鍵材料之一。在這類裝備的裝配體系中,為實(shí)現(xiàn)傳載、隱身等功能特性,結(jié)構(gòu)口蓋等配合安裝區(qū)域?qū)α慵叽缇扔兄鴩?yán)苛要求。然而,復(fù)合材料層板在制造與服役全生命周期中,多重因素可導(dǎo)致尺寸精度偏離設(shè)計要求。例如在制造環(huán)節(jié),層壓成型過程中的樹脂收縮不均、鋪層定位偏差、機(jī)械加工刀具磨損、裝夾應(yīng)力釋放等可導(dǎo)致構(gòu)件邊緣(尤其是端面)出現(xiàn)局部尺寸不足、輪廓不規(guī)則等缺陷;在服役環(huán)節(jié),長期承受交變載荷、溫度循環(huán)、意外沖擊等可使復(fù)合材料端面微變形,導(dǎo)致其無法滿足裝配間隙要求,須采取必要的修復(fù)措施。
2、從修復(fù)技術(shù)工程應(yīng)用角度來說,復(fù)合材料構(gòu)件端面微幅增厚需同時滿足尺寸實(shí)現(xiàn)與界面強(qiáng)度,通常采用高性能膠黏劑膠接修理。如中國專利號為201921239231.2提出的“飛機(jī)機(jī)翼肋板的開口封邊結(jié)構(gòu)及飛機(jī)機(jī)翼肋板”采用復(fù)合材料翻邊襯套膠接于飛機(jī)肋板開口內(nèi)壁及肋板表面,目的在于提高對飛機(jī)機(jī)翼肋板開口邊緣封邊保護(hù)性,未能實(shí)現(xiàn)對構(gòu)件尺寸的高精度修復(fù)控制。此類封邊套的修理方法在局部區(qū)域微幅增厚需求場景中還存在著適應(yīng)性低的問題,無法滿足多種外形端面尺寸修復(fù)要求。
3、目前,業(yè)界未見對復(fù)材構(gòu)件端面局部微幅增厚的報道。因此,亟需開發(fā)一種適應(yīng)性廣、膠接質(zhì)量可控、易操作的復(fù)材構(gòu)件增厚方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述問題,本發(fā)明提出一種復(fù)合材料口蓋端面局部微幅增厚方法。
2、一種復(fù)合材料口蓋端面局部微幅增厚方法,其具體步驟如下:
3、s1、復(fù)合材料口蓋修復(fù)區(qū)域表面活化:用數(shù)顯卡尺標(biāo)定待修復(fù)區(qū)域,采用打磨方法對膠接界面物理糙化,制備硅烷偶聯(lián)劑溶液并噴涂于修理區(qū)域表面,充分晾干,提升樹脂與基體的化學(xué)相容性;
4、s2、真空消泡浸漬成型預(yù)浸料:配置ab型高性能環(huán)氧樹脂膠黏劑,加入有機(jī)消泡劑,脫泡后將膠黏劑刮涂于纖維布,排除多余膠黏劑后,成型濕法預(yù)浸料片材;
5、s3、復(fù)合材料口蓋端面膠接鋪貼:根據(jù)修復(fù)區(qū)域尺寸,裁剪所需濕法預(yù)浸料片材,在待修復(fù)區(qū)域刮涂1層高性能膠黏劑,并將1層以上濕法預(yù)浸料片材從待修復(fù)區(qū)域中心位置依次鋪貼,用橡膠刮板沿中心向邊緣方向緩慢壓實(shí),將空氣向邊緣排出,并鋪脫模布層;
6、s4、安裝透氣約束系統(tǒng):將口蓋修復(fù)區(qū)域兩側(cè)用帶孔剛性均壓板貼合壓實(shí),并封裝透氣毛氈、真空嘴及真空袋。
7、s5、復(fù)材口蓋端面微幅增厚修復(fù)結(jié)構(gòu)加壓固化:真空泵連接真空嘴,抽真空排出鋪貼層與構(gòu)件、工裝間的剩余空氣,并采用外部熱源實(shí)施加熱固化,固化過程中持續(xù)保持真空,固化完成后,自然冷卻至室溫;
8、s6、質(zhì)量檢測與后處理:質(zhì)量檢測人員采用專用超聲設(shè)備檢測粘接界面脫粘有無,質(zhì)量檢驗合格后,先用砂紙干磨增厚區(qū)域,去除表面殘留樹脂瘤,打磨至接近目標(biāo)厚度,使增厚區(qū)域與原層板側(cè)面過渡平滑。
9、所述的步驟s1的預(yù)處理打磨采用180#~240#砂紙,再用無水乙醇、丙酮類清洗劑清洗以完全去除粉塵與油污;所述的步驟s1的硅烷偶聯(lián)劑溶液濃度為0.5%-3.0%,硅烷偶聯(lián)劑型號為kh560。
10、所述的步驟s2的有機(jī)消泡劑添加在a型環(huán)氧樹脂中,攪拌均勻2min以上使成分均勻后再將b型固化劑加入攪拌。
11、所述的步驟s2的消泡劑與高性能膠黏劑質(zhì)量比為0.5wt%,型號為byk-066n,抑制攪拌與鋪貼過程中氣泡產(chǎn)生。
12、本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明基于高性能樹脂復(fù)合材料膠接鋪貼法在端面形成界面增強(qiáng)、質(zhì)量可控的附加修復(fù)結(jié)構(gòu),整體技術(shù)成本低、通用性強(qiáng),解決了航空航天領(lǐng)域高精度尺寸修復(fù)難的問題。
1.一種復(fù)合材料口蓋端面局部微幅增厚方法,其特征在于:其具體步驟如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料口蓋端面局部微幅增厚方法,其特征在于:所述的步驟s1的預(yù)處理打磨采用180#~240#砂紙,再用無水乙醇、丙酮類清洗劑清洗以完全去除粉塵與油污;所述的步驟s1的硅烷偶聯(lián)劑溶液濃度為0.5%-3.0%,硅烷偶聯(lián)劑型號為kh560。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料口蓋端面局部微幅增厚方法,其特征在于:所述的步驟s2的有機(jī)消泡劑添加在a型環(huán)氧樹脂中,攪拌均勻2min以上使成分均勻后再將b型固化劑加入攪拌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料口蓋端面局部微幅增厚方法,其特征在于:所述的步驟s2的消泡劑與高性能膠黏劑質(zhì)量比為0.5wt%,型號為byk-066n,抑制攪拌與鋪貼過程中氣泡產(chǎn)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料口蓋端面局部微幅增厚方法,其特征在于:所述的步驟s3的濕法預(yù)浸料片材樹脂含量控制在50wt%±5wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料口蓋端面局部微幅增厚方法,其特征在于:所述的步驟s3的鋪貼層數(shù)按目標(biāo)厚度與預(yù)浸料固化實(shí)際厚度計算,總厚度預(yù)留0.1mm打磨余量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料口蓋端面局部微幅增厚方法,其特征在于:所述的步驟s4的帶孔剛性均壓板由鋁合金制成,厚度≤1.0mm,表面均勻鉆制直徑2mm以內(nèi)微孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料口蓋端面局部微幅增厚方法,其特征在于:所述的步驟s4的透氣毛氈鋪設(shè)在脫模布與均壓板外側(cè),厚度≥2mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料口蓋端面局部微幅增厚方法,其特征在于:所述的步驟s5的真空泵抽取真空值≤-0.85bar,確保固化階段產(chǎn)生的微量氣體及時排出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料口蓋端面局部微幅增厚方法,其特征在于:所述的步驟s6的打磨用砂紙目數(shù)≥200#,打磨修飾最終厚度誤差≤±0.05mm,平面度≤0.02mm。