第五篇 ,飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理
十八、固化方法
(一)熱壓罐熱壓罐用于復(fù)合材料制造已若干年,這些大型壓力容器工作壓強(qiáng)為 ""%工作溫度為 &"到 ""。一般是用電加熱然后水冷。用空氣或氮?dú)饧訅海勺鳛榉阑鸬囊环N手段。在許多工廠,氮?dú)獬S梢粏为?dú)的車(chē)間生產(chǎn)。(二)水罐利用熱水作為傳遞壓強(qiáng)和熱量的介質(zhì),但這限制了最高溫度,高溫固化會(huì)使工作環(huán)境非常危險(xiǎn),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(dá) ’"""%的壓強(qiáng)和 (""的高溫。一種由聯(lián)合技術(shù)公司發(fā)明的低密度粉末介質(zhì)使熱罐能夠限制熱輻射,安置在罐的內(nèi)壁及端面的加熱線圈通過(guò)熱介質(zhì)保持了系統(tǒng)的熱平衡,此外這種介質(zhì)熱膨脹系數(shù)很高,由此在容器內(nèi)產(chǎn)生高壓。這種導(dǎo)熱性很差的介質(zhì)提供了一個(gè)熱屏障,使電加熱設(shè)備產(chǎn)生的固化用熱量滯留在 )一個(gè)局部區(qū)域。熱— *系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是能量效率高,并且由于系統(tǒng)的可壓縮性低,與使用壓力和熱的蒸發(fā)液體作介質(zhì)的情況相比,降低了危險(xiǎn)性。(四)烘箱有各種尺寸的烘箱用來(lái)固化膠膜和粘接劑。一般用常規(guī)型烘箱。烘箱是用電加熱的,并用空氣冷卻,它應(yīng)有監(jiān)控自記器,記錄全過(guò)程的時(shí)間和溫度。(五)熱補(bǔ)儀熱補(bǔ)儀的重量輕,便于攜帶,它帶有車(chē)間或外場(chǎng)維修復(fù)合材料所需的加熱和真空控制加壓裝置。一些熱補(bǔ)儀裝備有程序溫度控制系統(tǒng)來(lái)控制樹(shù)脂固化過(guò)程。一些更貴的型號(hào)還能打印出固化過(guò)程。它帶有一個(gè)無(wú)潤(rùn)滑油的電真空泵,也能使用車(chē)間的真空氣源。其電熱毯由特種硅橡膠和加熱元件構(gòu)成,形狀和尺寸是可變的。有些電熱毯柔韌性很大,可用來(lái)進(jìn)行后緣維修。
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第六章 修理的過(guò)程
一、修理的類(lèi)型
復(fù)合材料部件的修理有三類(lèi):熱粘接、冷粘接和螺接。(一)用緊固件連接修理(螺接修理)將預(yù)固化復(fù)合材料補(bǔ)片或鋁補(bǔ)片鉚接或螺接在破損區(qū)。注意:在螺接修理中不要用干涉配合,以免發(fā)生分層。優(yōu)點(diǎn):可以快速作臨時(shí)性的修理。缺點(diǎn):有時(shí)找不到通向部件或?qū)雍习搴竺娴耐ǖ馈2荒苁故軌翰课换謴?fù)到修理前的強(qiáng)度。(二)膠接修理將預(yù)固化的補(bǔ)片粘接在破損的表面。優(yōu)點(diǎn):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(diǎn):需要手頭有足夠數(shù)量的一定厚度、一定鋪層方向、一定直徑和形狀的補(bǔ)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(bǔ)層用共固化修補(bǔ);以得到一個(gè)氣動(dòng)埋頭修理。優(yōu)點(diǎn):具有恢復(fù)原有形狀及保持光滑氣動(dòng)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(diǎn):環(huán)氧樹(shù)脂體系統(tǒng)需要 "冷藏。許多情況下固化需要熱源和壓力源。
二、修理設(shè)計(jì)中需要考慮的因素
在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理中,有七個(gè)基本的設(shè)計(jì)因素,它們都非常重要,必須加以考慮。()設(shè)計(jì)壽命。()形狀、配合和功能。(%)強(qiáng)度。
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()耐久性。
(")可達(dá)性。
()材料的選擇。
()檢驗(yàn)。
三、表面準(zhǔn)備
所有需要修理或粘合的復(fù)合材料部件都必須進(jìn)行正確的表面準(zhǔn)備。(一)無(wú)涂層表面對(duì)于制造時(shí)表面沒(méi)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(xué)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(fā),這樣會(huì)在表面留下一層薄膜。可運(yùn)用雙重擦拭方法,用一塊干布和一塊濕布擦拭。經(jīng)過(guò)認(rèn)可的在復(fù)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(duì)于這些表面的修理準(zhǔn)備,應(yīng)該首先用洗滌劑擦洗以去除表面的污物,然后清除破壞區(qū)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?yàn)檫@將會(huì)侵蝕樹(shù)脂。除漆時(shí)推薦使用 12號(hào)砂紙進(jìn)行手工或氣動(dòng)打磨。
四、涂層的清除
任何類(lèi)型的涂層清除工作都應(yīng)極為小心。清除涂層的方法有:(一)打磨使用螺旋打磨機(jī),用直徑 340,12目的打磨片,它可以做到去除涂層直到樹(shù)脂表面或鋁網(wǎng)的表面而不損壞工件表面,在打磨時(shí)要使用真空吸塵器除塵。(二)塑料噴丸處理可以去除復(fù)合材料表面的涂層,但這不是所有的制造商都認(rèn)可的方法,如果擰制不當(dāng),可能使增強(qiáng)纖維受到破壞。當(dāng)機(jī)械打磨不可能時(shí),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(jìn)行表面研磨。把表面的樹(shù)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(shí)要特別小心,以免產(chǎn)生過(guò)多的短絨。 •29•
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