第五篇 ,飛機復合材料結構修理
十八、固化方法
(一)熱壓罐熱壓罐用于復合材料制造已若干年,這些大型壓力容器工作壓強為 ""%工作溫度為 &"到 ""。一般是用電加熱然后水冷。用空氣或氮氣加壓,氮可作為防火的一種手段。在許多工廠,氮氣常由一單獨的車間生產。(二)水罐利用熱水作為傳遞壓強和熱量的介質,但這限制了最高溫度,高溫固化會使工作環境非常危險,而且很難保證真空袋的完整性。(三)熱罐熱罐是一種壓力容器,允許高達 ’"""%的壓強和 (""的高溫。一種由聯合技術公司發明的低密度粉末介質使熱罐能夠限制熱輻射,安置在罐的內壁及端面的加熱線圈通過熱介質保持了系統的熱平衡,此外這種介質熱膨脹系數很高,由此在容器內產生高壓。這種導熱性很差的介質提供了一個熱屏障,使電加熱設備產生的固化用熱量滯留在 )一個局部區域。熱— *系統的優點是能量效率高,并且由于系統的可壓縮性低,與使用壓力和熱的蒸發液體作介質的情況相比,降低了危險性。(四)烘箱有各種尺寸的烘箱用來固化膠膜和粘接劑。一般用常規型烘箱。烘箱是用電加熱的,并用空氣冷卻,它應有監控自記器,記錄全過程的時間和溫度。(五)熱補儀熱補儀的重量輕,便于攜帶,它帶有車間或外場維修復合材料所需的加熱和真空控制加壓裝置。一些熱補儀裝備有程序溫度控制系統來控制樹脂固化過程。一些更貴的型號還能打印出固化過程。它帶有一個無潤滑油的電真空泵,也能使用車間的真空氣源。其電熱毯由特種硅橡膠和加熱元件構成,形狀和尺寸是可變的。有些電熱毯柔韌性很大,可用來進行后緣維修。
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第六章 修理的過程
一、修理的類型
復合材料部件的修理有三類:熱粘接、冷粘接和螺接。(一)用緊固件連接修理(螺接修理)將預固化復合材料補片或鋁補片鉚接或螺接在破損區。注意:在螺接修理中不要用干涉配合,以免發生分層。優點:可以快速作臨時性的修理。缺點:有時找不到通向部件或層合板后面的通道。不能使受壓部位恢復到修理前的強度。(二)膠接修理將預固化的補片粘接在破損的表面。優點:在正確的條件下,它可作為一種非常快捷的永久性修理。缺點:需要手頭有足夠數量的一定厚度、一定鋪層方向、一定直徑和形狀的補片。且不能用于大面積的修理。(三)共固化修理在這種修理中,首先清除已破壞鋪層,將新的修補層用共固化修補;以得到一個氣動埋頭修理。優點:具有恢復原有形狀及保持光滑氣動外形的能力。可以裁剪成任意尺寸。任意蒙皮厚度和纖維方向。缺點:環氧樹脂體系統需要 "冷藏。許多情況下固化需要熱源和壓力源。
二、修理設計中需要考慮的因素
在復合材料結構修理中,有七個基本的設計因素,它們都非常重要,必須加以考慮。()設計壽命。()形狀、配合和功能。(%)強度。
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()耐久性。
(")可達性。
()材料的選擇。
()檢驗。
三、表面準備
所有需要修理或粘合的復合材料部件都必須進行正確的表面準備。(一)無涂層表面對于制造時表面沒有處理的部件,必須首先去除上面的任何殘留可剝層,然后閘化學溶劑擦去污物和殘留脫模劑。(二)溶劑擦拭用 %& ’& ((甲基丁酮)或丙酮擦拭,注意不可將溶液殘留在表面上等待揮發,這樣會在表面留下一層薄膜。可運用雙重擦拭方法,用一塊干布和一塊濕布擦拭。經過認可的在復合材料上使用的清洗溶劑有 %& ’& ((甲基丁酮) %& )*& ((甲基異丁烷舊)和 +,-./0-(丙酮)。(三)噴漆表面 &噴漆表面可能存在排出的殘留物、液壓油,或表面附有灰塵、臟物甚至海水,對于這些表面的修理準備,應該首先用洗滌劑擦洗以去除表面的污物,然后清除破壞區附近的漆層,大到足以完成修理。用洗漆水清除是不合格的作法,因為這將會侵蝕樹脂。除漆時推薦使用 12號砂紙進行手工或氣動打磨。
四、涂層的清除
任何類型的涂層清除工作都應極為小心。清除涂層的方法有:(一)打磨使用螺旋打磨機,用直徑 340,12目的打磨片,它可以做到去除涂層直到樹脂表面或鋁網的表面而不損壞工件表面,在打磨時要使用真空吸塵器除塵。(二)塑料噴丸處理可以去除復合材料表面的涂層,但這不是所有的制造商都認可的方法,如果擰制不當,可能使增強纖維受到破壞。當機械打磨不可能時,可使用塑料噴丸處理以清除涂層。(三)表面研磨使用螺旋打磨器進行表面研磨。把表面的樹脂去除直到露出第一層纖維以保證表面的附著力。在 (-5678材料表面打磨時要特別小心,以免產生過多的短絨。 •29•
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