第五章-铝合金蜂窝夹层结构的胶结修理

铝合金蜂窝夹层结构的胶结修理前言金属结构传统的修理方法:铆接,螺接\焊接和其他机械连接.金属胶结技术得到迅速发展:荷兰的Delft大学复合材料研究所首先使用结构连接设计.澳大利亚的Baker教授成功应用与军机维修,已有20多年的历史了.金属胶结技术的特点与其他机械连接相比:无应力集中,抗疲劳性能好,在胶结结构中裂纹扩展缓慢胶结结构轻,表面光洁保证密封对振动有阻尼作用减少腐蚀操作容易.缺点:胶结强度低,易老化胶结质量受多种因素影响,无损检测手段不够成熟.波音737-700/800/900铝蒙皮铝蜂窝夹层结构的黏结修理B737NG飞机上采用了铝蜂窝夹芯结构:翼尖,减速板,前缘缝翼,内外侧襟翼的后缘锲形件.波音737-700/800/900铝蒙皮铝蜂窝夹层结构的黏结修理金属蜂窝结构的典型构造与承载波音737-700/800/900铝蒙皮铝蜂窝夹层结构的黏结修理金属蜂窝结构的典型损伤与修理方法蒙皮表面划伤波音737-700/800/900铝蒙皮铝蜂窝夹层结构的黏结修理蒙皮表面压伤和冲击下层波音737-700/800/900铝蒙皮铝蜂窝夹层结构的黏结修理蒙皮上有小孔或分层波音737-700/800/900铝蒙皮铝蜂窝夹层结构的黏结修理蜂窝损伤波音737-700/800/900铝蒙皮铝蜂窝夹层结构的黏结修理蒙皮及蜂窝芯穿透波音737-700/800/900铝蒙皮铝蜂窝夹层结构的黏结修理典型边缘损伤波音737-700/800/900铝蒙皮铝蜂窝夹层结构的黏结修理典型边缘损伤铝合金蜂窝结构的修理流程关键步骤为修理前的准备磷酸阳极化处理(PACS):使膜层与和黏结剂有较高的强度.金属黏结修理的基本要求要得到一个满意的金属黏结修理,重要做好以下:1.做好修理计划2.使用批准的材料3.使用批准的工艺4.提供符合要求的修理环境与工具设备.5.施工人员技术熟练.金属黏结修理的主要工序1.确定损伤范围2.去除损伤3.确定修理方法4.去除蜂窝芯中的水分5.制作修理零件6.修理零件和部件表面处理的准备工作.7.表面处理待黏结面8.应用黏结底漆9.安装修理补片(加强板,填充板)10.安装蜂窝芯塞11.封装固化12.检查黏结质量13.清洁\密封\喷漆磷酸阳极化处理(PACS)组成:磷酸阳极化处理(PACS)基本原理:让12%磷酸(单位面积所需要磷酸量为0.01升/平方英寸),从待处理的表面缓缓流过,以待修理铝合金为阳极,以不锈钢丝网为阴极,加以9.5-10V直流电,在21-29℃下,阳极处理20-25分钟.磷酸阳极化处理(PACS)如果修理平面带一定的角度,可以增加一个真空袋装置:具体实施步骤:1.用溶剂洗净剂去除修理表面的灰尘\油和污染物2.用脱漆剂或机械打磨的方法去除修理区域的漆层(PACS表面处理前必须将所有漆层除尽,否则会影响处理效果;不允许脱漆剂流到胶结结构中去)3.使用溶剂清洁修理表面’4.用百洁布或等同工具打磨修理表面(用防酸胶带防止磷酸腐蚀紧固件\蜂窝芯裂缝或其他无损伤区域,并作为标志围在修理区四周)5.然后做目视水膜实验.(水膜实验是指用不超过100℉(38℃)的水冲洗后,表面连续的水膜保持至少30秒)6.检查表面连续的水膜是否能保持30秒,否则重复3-6步骤,直到符合要求.立即进行阳极化处理.阳极化处理阶段:正确安装PACS系统以及安全处理磷酸。1/调配磷酸（注意安全）2/在修理工作台上铺放塑料薄膜,以防止污染3/按要求进行铺层,PACS表处仪连接电缆4/确保做阳极化的铝部件和磷酸溶液的温度控制在70-85℉之间5/将三通阀门打到磷酸的供应位置,打开电源,开始阳极化处理.6/当所有的酸流过真空袋,关上磷酸供应管.将三路阀门的净水通路打开,冲洗表面至少5分钟.7/关闭电源,撤除铺层.8/迅速用水冲洗表面至少5分钟9/处理过的表面在室温下充分干燥,或者可用最高160℉将其烘干(注意:不要用裸手触碰干燥的阳极表面,防止污染已阳极化的表面.)10/检查处理好的金属表面的质量.11/如果处理不成功,需要重新进行阳极化.12/在24小时内喷/刷底胶.PANTA法在磷酸溶液中加入粘稠剂,直到溶液变稠,成为膜片,将其贴在零件待修处,同样通以电流,进行阳极化处理.1.进行预处理（与PACS处理方法相同）。2.在工作区铺放塑料薄膜。3.用铝箔、防酸胶带、固态氟化乙丙稀（橡胶）或其他等同材料围在待处理的区域周围，形成一个堤坝，防止酸流出。4.调配磷酸溶液。5.可以在金属表面倒调配好的磷酸溶液，也可以在金属表面涂一层浓度12%的胶状磷酸。PANTA法6.在该铺层铺设2-3层纱布，纱布必须比阳极化表面大，至少外延0.5英寸，然后加入磷酸溶液确保浸透纱布。7.放置一不锈钢网，可在上再加一层完全浸透磷酸溶液的纱布。(注意：确保不锈钢网捕接触待阳极化的铝表面。8.将不锈钢网作为阴极，铝作为阳极。（注意：为了防止酸在通电时蒸发干，要有足够的磷酸保持极化表面的湿润。9.慢慢增加电压，直到９.５Ｖ－１０Ｖ，保持１２分钟．PANTA法１０.阳极化结束后，断开电路，移去不锈钢丝网和纱布．１１.立即冲水（负离子水）５分钟．注意：完成阳极化后到冲水的时间，应该小于２.５分钟，并且不能擦拭阳极化表面，直接冲水．１２.在室温下风干３０分钟，或在１４０-１６００Ｆ下烘干．１３.检查处理好的表面质量．如果不符合质量，重复４-１３步骤．２００５年，波音提出了Ｂoegel(AC130)表面处理方法．使用于多种金属，无毒，无污染．具体步骤：１.用ＭＰＫ（甲基丙基甲酮）或丙酮清洁表面．２.用百洁布或１８０号砂纸打磨表面．３.用干燥空气或氮气除去粉尘．４.用ＭＰＫ或丙酮清洁表面．５.按制造商要求调制材料（ＡＣ１３０）．注意：调配好的溶液３０分钟后才能发挥作用，有效期为１０个小时．６.用随机轨迹磨器或靠模打磨器进行打磨，采用１８０号率砂纸，按某一方向打磨表面．这步骤是除去金属氧化层．AC130AC130７.确保修理表面极其边缘均打磨干净后，换上砂纸按任意方向打磨．８.做目视检查，检查表面是否完全打磨干净．达不到要求则重新打磨．９.用吸尘器除去粉尘，保持表面清洁．１０.在打磨完３０分钟内涂上ＡＣ１３０．（３０分钟后表面又将氧化）１１.用铝箔带，固态ＦＥＰ或其他合适材料围在损伤区域，将机械紧固件及其它区域隔开，防止污染．１２.确保ＡＣ130及其待修理表面在５０-１０００Ｆ之间．１３.用干净，非金属的毛刷或喷雾器将溶液喷到胶结表面，保证表面完全浸透在溶液中至少２分钟．１４.检查湿润表面是否与水膜实验结果相似．１５.如检查通过，则排除剩余溶液．１６.室温干燥至少６０分钟，或不超过１６００Ｆ高温干燥．１７.检查处理好的表面是否干燥有无灰尘，指印或其他污物．用吸尘器除去灰尘．１８.如果不立即喷涂底漆，可用真空袋薄膜或不上蜡的纸保护待胶结的表面．１９.使用ＡＣ１３０溶液２４小时内，喷涂ＢＭＳ－５-８９底胶．AC130