飞机胶接技术

2024-05-16

飞机胶接技术(精选3篇)

飞机胶接技术 篇1

0 引言

随着世界民航业的迅猛发展, 民用飞机也得到了很大的发展空间。民用飞机的轻量化推进, 由于复合材料优异的性能, 使得越来越多的复合材料广泛应用于飞机结构制造中。

复合材料的抗剪切力和抗应力集中与金属材料相比, 存在较大的不足, 因此使用铆接容易产生复合材料分层、开裂现象。而胶接技术是面积连接, 有效避免产生应力集中, 还能改善抗疲劳性能和空气动力学性能, 同时与机械连接相比, 可以降低20%的重量, 增加30%的强度, 因此被大量运用于民用飞机制造中。本文就分别从国外和国内两个方面来分析民用飞机的胶接技术应用。

1 国外民用飞机胶接技术应用分析

由于国外的民用航空工业相对发达, 所以胶接技术率先在国外民用飞机上得到了发展。从20世纪初期, 飞机木质机翼缘条连接就采用了胶接技术, 随后英国就在金属结构上采用了胶接技术。到20世纪80年代, 经过美国科学家的研究, 钛合金的胶接也实现了现实应用。比如美国波音公司的波音737机型, 其大梁为主要的受力件, 因此采用了T300/5208复合材料, 其连接便采用了胶接技术;Learn Fan公司的2100型小飞机, 机身蒙皮与骨架之间、蒙皮与蒙皮之间全部都采用的是胶接连接;美国洛克希德生产的小型客机中铝蒙皮和钛合金止裂带二者之间采用中温固化胶进行胶接, 可有效地防止裂纹的扩大;另外在C-5A飞机上, 采用胶接技术连接钛蒙皮和玻璃布蜂窝, 收到的效果非常理想。

欧洲的胶接技术伴随着三代客机的发展而发展, 在长期的实践发展过程中, 酚醛型胶粘剂一直被持续使用在机翼和机身结构的钣金胶接中。比如早期BAE156 RJ系列的喷气式支线客机的机身壁板和机翼皮桁条的连接便使用的这种酚醛型胶粘剂。伴随着材料科学的进一步发展, 环氧胶粘剂的诞生使表面处理技术进一步发展, 胶接技术的应用范围和应用速度得到了迅猛的扩大和提升。例如法国空客公司的A310客机, 其结构大量运用了复合材料, 其垂尾柱主接头便是由多个组成结构共同胶接而来。

胶接技术的发展离不开胶粘剂, 其特点是在粘结的同时还能承受一定的应力, 具备良好的强度和疲劳强度, 其粘结效果取决于粘胶剂本身的内聚力和粘附力。目前粘结剂的种类繁多, 不同粘结剂在不同的温度下, 机械性能也有很大的差异, 研究其在不同温度下的机械性能, 对合理选择胶接部位和胶粘剂具有现实指导意义。

目前美国波音公司最新787飞机, 已经全面的用复合材料替代了传统的金属构件, 从而大幅削减飞机自身重量, 大量复合材料的应用意味着大量使用胶接技术。例如, 机翼后缘蒙皮板、翼襟、压层板边缘蒙皮板、止裂带、搭接镶嵌、扰流板、支柱配置、发动机护罩板等都采用了胶接技术。

2 国内民用飞机胶接技术应用分析

中国的民用飞机发展较晚, 胶接技术最早应用于军用飞机的研究和制造, 目前在军用飞机的胶接系统和技术方面已经达到了世界先进水平, 比如由我国自行研制的SY系列、J系列、JX系列等胶粘剂已经广泛应用于各个型号的军用飞机上面。

但是军用飞机和民用飞机在结构和性能要求不同, 特别是经济性、可靠性、使用寿命等方面的差异较大, 使得适用于军用飞机的胶接体系和胶接技术, 尤其是胶粘剂不能直接使用到民用飞机的研发和制造当中。民用飞机的胶粘剂在力学性能和耐久性能方面指标需要建立单独的体系, 目前胶接技术仅在国产小型飞机上得到了少量使用, 大规模、大部位结构件的应用经验还很缺乏, 所以针对于大型民用飞机的胶接技术应用目前还没有正式启动。现今, 已成功的支线客机的胶接技术和胶接体系依然引进的国外成熟技术。

3 飞机胶接技术的发展前景

无论是民用飞机还是战斗机的发展, 都离不开优质的航空胶粘剂, 大量应用胶接结构的飞机已经安全飞行多年, 我国关于这一问题的研究在近些年来也取得了一定的进步。为了适应新世纪的发展, 需要针对胶接体系进行深入的研究, 促进这一产业的规模化生产。国内虽开展了部分工作, 但不够系统、全面, 在下一阶段, 还需要针对这一技术展开深入的研究。

4 结语

民用飞机作为航空工业的重要基础, 其未来的发展趋势是产品可靠、削减成本以及轻量化研制。目前大型的民航客机, 基本上都被法国空客和美国波音公司所垄断, 其大量使用了新型复合材料和胶接技术, 使其产品在国际上都保持很强的竞争力。中国应该加快复合材料和胶接技术的研究速度, 建立相应的体系, 大力推广其在民用飞机上的应用范围和深度, 这对发展我国的民用飞机事业具有非常重要的意义。

摘要:胶粘剂是飞机中的一项重要结构材料, 其种类甚多, 不同的材料, 性能不同, 胶粘剂不仅可以应用在结构胶接中, 还可以应用在导电、绝缘、零件缺陷修补、耐磨涂层、隔热、耐蚀等领域中。目前关于飞机胶粘剂, 国内外已经展开了大规模的研究, 取得了丰硕的成果。主要针对飞机胶接技术的研究与应用展开分析。

关键词:飞机胶接技术,研究,应用

参考文献

[1]Andre Lamarre, 胡孝才, 谢凯文.复合材料胶接结构外场的无损检测方法[J].航空制造技术, 2010 (6) .

[2]张丽新, 杨士勤, 何世禹, 等.在空间环境因素作用下胶接材料的损伤行为[J].中国胶粘剂, 2001 (4) .

[3]白尨, 刘月平.复合材料胶接结构技术问题及合格审定考虑[J].燃气涡轮试验与研究, 2015 (2) .

飞机胶接内面板零件成形的研究 篇2

1 零件成形的技术关键及措施

该类金属面板为胶接件, 料厚仅为0.3 mm, 根据技术规范零件表面质量要求高, 整体要求平整, 因而其关键是确定合理的工艺制造过程。由于零件成形后续无表处程序, 则使用金属的钣金工具会导致零件表面产生无法清除的锤痕、凹坑等缺陷, 而且在成形的过程中还要防止皱纹和松动不平, 由此看出零件用手工方法很难达到预期效果。如果松动、扭曲不能排除, 就会导致零件报废;即使有零件能合格交付, 表面质量也达不到要求。因此首选液压成形的方法以保证零件的外形和表面质量。

由于该类零件材料薄, 型面为双曲面, 且凹腔尺寸过大、深度相对较深。因此液压成形时, 在凹腔区转角的上下缘弯曲圆弧处和在转角区域以外的平面处容易产生拉裂和收缩纹缺陷[1]。零件凹腔封闭, 在液压过程中气体会残留在凹腔内, 造成鼓动的现象, 但若在成形工装的凹腔型面上留排气孔, 液压后会在零件表面造成局部压痕, 严重影响表面质量。

2 工艺方法和模具加工方案

2.1 工艺流程的确定

对于此类内面板胶接件一般采用液压模具成形。首先是提带较大余量的零件毛料, 使其能包住整个型胎, 一般比型胎周边大出80~100 mm, 则下料尺寸为1500×1000, 由于零件壁薄, 可先对零件进行固溶处理。按材料标准A M S-Q Q-A-2 5 0/5 A中2024铝合金包铝材料薄板的力学性能, 在未达到室温时效T42状态之前, AQ状态和W状态下成形可以提高零件材料强度[2], 并获得良好的材料流动性能, 提高零件的可成形性。

在室温下保持A Q状态将板料在校平机上校平, 液压成形过程在不稳定的固溶处理状态 (W状态) 完成, 整个过程应在20分钟之内完成, 这样避免了零件成形后淬火变形难以消除的缺点。用QFC1.4X4-1000液压机成形时, 先选择凹模, 再确定压力值, 按低压到高压的顺序, 初步确定以二次压力成形的方法制造, 期望尽可能的以最小延伸率获得所需零件的外形。

2.2 型胎加工

3 零件的成形过程

3.1 毛料热处理方式

由于零件表面质量要求较高, 因此在成形前进行固溶热处理, 在W状态液压成形。采用以下具体措施:先将板料预制成半圆筒状, 中间夹铝丝间隔, 装挂时要将其长轴或主轴沿垂直方向。

3.2 液压过程

3.2.1 二次加压液压成形

试验件液压成形时, 不带盖板, 将比型胎胎面稍大的硬橡皮垫板垫在零件之上, 隔绝与液压机橡皮囊的直接接触。0.3 mm金属面板用型胎液压成形的过程, 可简化为一个盆形件的拉伸成形。拉伸成形过程中调整拉伸力和压边力的大小可改善零件的成形性能, 压边力不应过大和过小, 过大时零件容易拉裂, 压边力太小时, 零件会出现皱纹。为了调整面板盆窝周圈单位面积所受的力P1与盆底单位面积所受的力P2, 使其基本相等, 采用加垫板方式, 既能保护液压机橡皮囊, 也能保证零件接触面受力均匀。第一次液压机加压为50 Bar, 压完后零件整体盆窝形状已基本成形, 其R角处和型胎贴合较好, 但盆窝底部局部有鼓动, 零件周圈附近有微皱纹。第二次加压力250 Bar, 使零件凹腔部分基本贴胎, 零件微皱纹消除, 但零件盆窝底部和盆窝之间的筋部出现了无法修复的鼓动现象。

3.2.2 蒙拉—液压成形

为了解决零件产生鼓动现象, 零件热处理后增加拉伸成形工序, 将零件在型胎面上拉伸校正, 以获得良好的型面特征, 符合基本型面后再进行液压成形[3]。第一次压力为50 Bar, 第二压力为200 Bar。加压完毕发现在零件盆窝底部、盆窝之间的筋上鼓动现象更改明显。分析后认为零件壁薄, 拉伸过程时间过长, 零件已经逐步时效硬化, 零件强度提高, 因此成形更加困难。

3.2.3 解决措施

经过论证、试验和计算, 考虑了零件的表面质量, 我们对型胎进行了改进。第1次在型胎凹腔的对角拐角处各加一个Φ1的排气孔, 合计6个, 这样既不会在零件上留下印痕, 也保证了液压时腔内空气的排出。仍然采用二次加压液压成形方式, 成形出的零件在盆窝之间的筋部仍有鼓动现象。于是, 第2次确定在型胎上两凹腔中间的筋的最高点降低了0.6~0.8 mm, 两端不变, 让其弧度变大, 并在筋上增加了两个Φ1的排气孔, 共计4个, 实践证明很好的解决了回弹问题, 零件表面质量有了明显提高, 鼓动现象消失。

4 结论

通过对飞机胶接内面板零件工装技术条件的确定, 成形过程的分析, 以及零件加工的实践, 掌握了这类零件的成形工艺过程及控制要素, 满足飞机研制进度要求, 为后续的飞机批产奠定了坚实的基础。

摘要:飞机胶接内面板零件用材料为2024-0 (包铝) 厚度为0.3 mm, 此类零件大量用于机翼的各种内置舱结构中。该文通过试验, 以理论为指导并结合零件结构特点, 制定出合理的工艺方案, 充分利用工装, 解决了零件成形中出现的回弹过大、拉裂和鼓动等问题, 满足了飞机对零件外形及表面质量要求。

关键词:胶接内面板,液压成形,型胎

参考文献

[1]朱取才, 李伟, 付三令, 等.新型钣金成形翻边冻结筋工艺研究[J].模具技术, 2013 (4) :42-43.

[2]刘英智.5A06板材钣金成形件退火工艺研究[J].金属加工:热加工, 2012 (13) :52-56.

波音737-NG铝合金胶接技术 篇3

飞机金属结构的传统修理方法是铆接、螺接、焊接和其他机械连接等方法, 修理之前需要在受损的结构上钻孔或冲孔, 削弱了零件了密封问题。零件承受负载时, 孔的周围会形成应力集中和应力分布不均。为了解决应力集中, 若加厚材料, 会引起结构重量的增加, 应力分布不均匀会降低结构疲劳寿命。钻孔的边缘是人为的疲劳源, 机械连接处有接触腐蚀的危险, 在周期性载荷作用下会发生松动, 而铆接和螺接往往费工费力费时。

随着化学工业的发展, 新的树脂胶粘剂大量出现, 金属胶接技术的应用得到了迅速的发展。在航空方面, 荷兰Delft大学复合材料研究所率先使用结构连接设计, 而澳大利亚的Baker教授成功用于军机修理, 至今已有3 0年的历史, 修理了大量的老龄飞机, 在大型民航飞机L-1011的门框胶接修补项目方面, 取得了F A A的适航证。

一、金属胶接技术特点

胶接连接和修补方法, 与铆接、螺接、焊接等传统连接和修补方法相比, 具有独特的优点:

(1) 无应力集中, 抗疲劳性能好, 在胶接结构中, 疲劳裂纹的扩展缓慢。

(2) 胶接结构重量轻, 可省去大量的铆钉、螺栓。因为没有焊缝, 不会起皱, 表面光洁。

(3) 胶接不仅提供了配合表面之间结构上的联系, 而且保证了密封。

(4) 胶粘剂层对振动有阻尼作用, 这就降低了噪声载荷的等级。

(5) 胶接结构中没有空穴和缝隙, 不存留潮气或其他腐蚀物质, 减少了腐蚀作用。

胶接技术虽然有很多优点, 也有其局限性, 主要不足之处有:

(1) 胶接的剥离强度较低, 在使用环境下胶接剂的老化程度难于进行鉴定。

(2) 胶接质量因受多种因素的影响, 它的NDT检测手段还不够完善。

时至今天, 随着使用和维护修理经验的大量积累, 性能和检验手段的不断完善, 金属胶接修补技术在波音飞机上早已广泛应用。对于波音737NG飞机, 在2006年出版的波音737NG系列飞机的SRM51-70-10中更新了铝合金蜂窝结构的修理方法, 放宽了用户的损伤允许修理范围。

B 7 3 7 N G飞机上采用了铝蜂窝夹层结构, 分别用于翼尖、扰流板、前缘缝翼、内外侧襟翼的后缘楔形件等。铝合金蜂窝夹层结构在传递表面夹板的压力或张力载荷到其他受力结构时, 形成面内横向剪切, 面内扭转扭剪和面内拉伸与面内压缩载荷等。

二、铝合金蜂窝结构的胶接修理程序

采用胶接技术修理的关键是修补前的准备工作, 可以参考结构修理手册中SRM51-70-10进行。对铝及铝合金的待修表面, 在确定了损伤范围, 去除了损伤区域, 进行了表面清洁后, 为使金属膜层与粘接树脂有较高的胶接强度, 必须在粘接部位预先进行磷酸阳极化处理。在飞机上应用这种传统的方法处理, 一般采用局部磷酸阳极化处理方法——The Phosphoric Acid Containment System (PACS) 和在此基础上的改进方法。

波音公司在SRM中推荐采用Heatcon Composite System进行热补修理, 与之配套Heatcon公司还研发了一个配套的附件HCS2046-02表面处理仪, 为飞机铝合金结构粘接之前做磷酸阳极化表面处理。HCS2046-02表面处理仪包括三部分:一、控制器:控制电路、电源、阳极化电压、显示及真空泵;二、流速控制器:由水、酸控制活门以及流速计组成;三、附件包:包括盛液瓶, 导线, 不锈钢丝网, 管接头及各种软管。

HCS2046-02表面处理仪的基本原理是让12%的稀磷酸H3PO4 (单位面积所需磷酸量是0.01升/平方英寸) , 从待处理表面缓缓流过, 以待修铝合金为阳极, 不锈钢丝网为阴极, 加以9.5~10V直流电, 在21~29°C下, 阳极化20~25分钟。如果修理平面带有角度不是水平面或是下表面, 这时可增加一个真空袋装置, 保证密封, 防止带有腐蚀性的磷酸溶液流出。

三、具体实施步骤

(一) 预处理阶段:

1.用溶剂清除干净修理区域表面的灰尘、油和其他污染物。

2.通过使用褪漆剂或机械打磨的方法除去修理区域的漆层。

注意:PACS表面处理前必须将所有漆层清除干净, 否则将影响处理效果;使用褪漆剂时不允许褪漆剂流到胶接结构中去。

3.使用MEK等溶剂清洁去除漆层后的修理表面。

4.用百洁布或能产生等同效果的工具修磨修理表面。

注意:用防酸胶带保护非好修理区域, 防止磷酸紧固件、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.清洁干净后做目视水膜测试。

注意:水膜测试是指用不超过100°F (38℃) 的水冲洗后, 表面连续的水膜保持至少30秒。

6.检验表面连续的水膜 (无水珠) 是否能保持30秒, 若不能, 则重复3-6的步骤, 直到符合标准为止。

7.水膜测试通过后立即进行阳极化处理。

(二) 阳极化处理阶段:

PACS系统必须正确安装才能进行阳极化以及安全地处理磷酸。

1.调配磷酸。注意:磷酸具有腐蚀性, 使用时应防止磷酸与皮肤、眼睛接触, 工作时应作好个人防护。如不慎接触到磷酸, 迅速用大量清水冲洗, 然后进行治疗。

2.在修理工作台上铺放塑料薄膜, 以防止污染。

3.PACS系统要求进行铺层, PACS表面处理仪连接导线。

4.确保做阳极化的铝部件和磷酸溶液的温度在79-85°F (21~29°C) 之间。

5.将三通阀门打到磷酸对外供应位置, 接通外部电源, 开始进行阳极化。

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, 拆除铺层。

8.迅速用水冲洗表面至少5分钟。

9.让处理过的表面在室温下充分干燥, 或者用低于160°F (71°C) 的热风将其烘干。处理后的工件表面不要用裸手直接触碰, 以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。阳极化处理后的表面, 在荧光灯或日光灯小角度的入射下, 通过旋转90度的偏振片可以看到连续变化的光, 一般呈紫、黄或绿色的彩虹般的色泽。同时也可以通过使用欧姆表、红外滤光片来检查磷酸阳极化表面的质量。

11.如果处理后的表面颜色剧烈变化, 或有电烧蚀现象则阳极化处理不成功, 许重新进行阳极化处理。

12.在2 4小时以内对阳极化区域喷/刷底胶。

P A C S磷酸阳极化过程中为保证磷酸溶液流动, 使用的仪器设备较多, 如果将流动磷酸调制成半流动状态, 而电流仍能正常流动, 则相对比较简单, 且操作方便。这种方法称为PANTA (The Phosphoric Acid Non-Tank Anodizing) , 要领是在磷酸溶液调配时加入黏稠剂, 直到溶液变稠, 成为膜片, 将其贴在零件待修处表面, 同样通以直流电, 进行阳极氧化。具体过程如下:

1.进行预处理, 与PACS处理方法相同。

2.在工作区域铺放塑料薄膜。

3.用铝铂带、防酸胶带、固态氟化乙丙烯 (橡胶) 或其他等同物料围在待处理区域周围, 形成一个坝, 防止磷酸溶液流出。

4.调配磷酸溶液。

5.可以在金属表面倒调配好的磷酸溶液, 也可以在金属表面均匀的涂一层浓度为12%的胶状磷酸或PR50的涂层。 (PR50胶状磷酸混合物可以通过订购获得;或者将Cab-O-Si——一种研磨得很细的硅化物, 加到1 2%的磷酸中, 直到溶液变稠。)

6.在该铺层上铺设2~3层纱布, 纱布必须比待阳极化表面大, 至少向外延伸0.5英寸 (13mm) , 然后加入磷酸溶液 (或胶状磷酸) , 确保浸透纱布。也可以事先把纱布完全浸泡在磷酸中, 再放到待阳极化工件表面上。

7.放置一张不锈钢丝网, 可在其上再加一层完全浸透磷酸溶液 (或胶状磷酸) 的纱布。但必须确保不锈钢丝网不接触到待阳极化的铝件表面。

8.将不锈钢丝网作为阴极, 铝件作为阳极。同时为了防止磷酸在通电时蒸发干, 必须确保有足够的磷酸保持极化表面的湿润。

9.慢慢增加电压 (约每分钟5V) 直到在9.5~10V之间, 保持10~12分钟。值得注意的是电压增加过快会使铝件表面烧伤 (高于20%) 。

1 0.阳极化结束后, 断开电路, 移去不锈钢丝网和纱布。

1 1.立即用负离子水冲洗阳极化部件5分钟。该步骤要求阳极化后到冲水的时间应控制在2.5分钟以内, 并且不能擦拭阳极化表面, 直接用负离子水冲洗。

12.让冲洗完的阳极化部件在室温下风干30分钟, 或在140-160°F下烘干。

13.检查处理好的金属表面的质量。阳极化处理后的表面, 在荧光灯或日光灯小角度的入射下, 通过旋转90度的偏振片可以看到连续变化的光, 一般呈紫、黄或绿色的彩虹般的色泽。

1 4.如果阳极化效果不明显, 则重复4至13。

除了上述PACS和PANTA磷酸阳极化系统外, 波音公司在2005年有关金属结构胶接修理的SL和以后的SRM手册中提出了Boegel (AC130) 表面阳极化处理方法, 适用于多种金属结构胶接修补预处理, 能用于铝、钛和不锈钢等金属, 而且无毒, 对环境没有污染。Boegel (AC130) 具体处理步骤如下:

1.用MEK (甲基丙基甲酮) 或丙酮清洁表面。

2.用百洁布Scotch Brite或180#砂纸 (或更细的砂纸) 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.按制造商使用手册的建议混合调配材料。用50ml的AC130溶液可以处理200平方英寸 (1300平方厘米) 的待修区域, 可按此比例计算所需溶液量。调配好的溶液需放置3 0分钟以后才能发挥作用, 其有效期为10个小时。

6.用180#铝砂纸和随机轨迹砂磨器或靠模打磨器进行打磨, 按规定方向打磨表面, 每3 0分钟换砂纸, 并按与原来方向垂直方向打磨表面。打磨的目的在于去除金属表面的氧化层。

7.确保修理表面以及边缘均打磨干净后, 换上新的砂纸, 按任意方向打磨整个表面。

8.做目视检查, 检查表面是否完全打磨干净;如果达不到则重新打磨。

9.用吸尘器除去粉尘, 保持表面清洁。

10.确保在打磨结束后30分钟内涂上AC130溶液, 以免表面氧化。

11.用铝铂带、固态FEP (氟化乙丙烯 (橡胶) ) 或其他合适材料围在损伤区域周围, 将机械紧固件及其他区域隔离开, 防止污染。

12.确保AC130及待修件表面温度在50-100°F (10-38°C) 之间。

1 3.用干净、非金属的毛刷或喷雾器将AC130溶液施涂到胶接表面。保证胶接表面完全浸透在溶液中至少2分钟。

1 4.检查湿润表面是否与水膜测试结构相似, 即表面连续的溶液薄膜保持至少3 0秒钟。如不能, 则需重新进行清洁、打磨、处理等步骤。

15.如果检查通过, 则排出剩余溶液。如果缝隙等地方还有少量溶液, 可用过滤的干燥空气吹干, 或用浸有AC130溶液的粗棉布吸去。

16.让部件在室温下表面干燥至少60分钟, 或在不超过160°F (71°C) 温度下烘干。

17.检查处理好的表面是否干燥, 有无灰尘、指印或其他污染物。用吸尘器除去灰尘。如果表面还有其他无法用吸尘器除去的污物, 则重新进行清洁、打磨、施涂AC130的步骤。

18.立即喷/刷底胶进行胶接修理;如不立即施涂底胶, 可用真空袋薄膜或没上蜡的纸保护待胶接的表面。

19.在施涂AC130溶液24小时内, 必须喷涂BMS5-89, Type II型底胶进行胶接修理。

(三) 胶接修复损伤区域

1.胶接树脂胶膜选用

波音公司明确规定任何航空器使用及承修单位必须使用满足波音特定材料Q P L (Qualified Products List) 规范的航空材料。在波音737NG系列飞机金属胶接修理中用到的树脂是满足BMS5-101 II型和BMS5-137 II型制造标准的树脂及树脂胶膜。其中, BMS5-101 II型树脂胶膜仅适用于250°F (121°C) 温度制造部件的250°F (121°C) 胶接修理;BMS5-137 II型可用于350°F (177°C) 温度制造部件的310°F (154°C) 限时修理及350°F (177°C) 的永久性修理。在使用这两种标准的树脂时必须配合使用B M S 5-1 2 1位置定向纤维, 它们的铺设需严格按照波音SRM手册的具体施工要求进行, 否则将严重影响最终胶接质量。

2.胶接固化

完成一个符合胶接表面要求的阳极化处理程序及选择适合的胶接树脂后, 最后的步骤就是将修补片胶接固化到损伤区域。胶接修理的固化过程采用标准的热胶接设备, 即热压罐、真空袋和加热毯, 完成一个固化周期需要几个步骤:真空压紧、加温、固化和降温。固化周期的长短由所用粘接胶膜和树脂决定, 同时必须严格按照波音SRM修理手册提供的参数完成整套加温固化程序。其中, 在固化周期中的冷压紧用以在加温前压紧粘接胶膜和经磷酸阳极化处理的铝合金修补片, 去除积聚的空气。热压紧是用来在胶膜变成熔融状态后压紧铺层, 这将保证高质量的粘接效果。真空袋和加热毯的安装方式大同小异, 其安装的方法需满足修理区域的实际情况和SRM手册上对各种损伤类型的具体要求。

结语

由于金属胶接结构与复合材料结构相比, 同样具有比强度、比刚度高、重量轻和耐疲劳等特点, 采用耐久胶接结构还克服了金属结构易腐蚀的不足, 合理设计的胶接结构几乎可以与复合材料结构取得相近的减重效果。而另一方面, 胶接结构却具有技术更成熟、生产条件更现成、制造成本更低等优势, 金属胶接结构可以实现大面积连接而减少 (或取消) 紧固件等一系列优点, 已被广泛用于飞机结构, 特别是次承力结构上和舵面操控系统。国外从20世纪40年代起开始飞机上应用金属胶接结构, 胶接技术得到了很大的发展, 至今金属胶接结构已成为飞机机体的重要结构形式, 金属胶接技术已成为航空三大连接技术之一, 并在其可靠性及耐久性方面取得了重要突破;但对用于飞机主承力结构尚受到相当的限制, 也是未来金属胶接技术攻坚的发展方向。金属胶接技术在我国也是先从航空工业开始应用和发展的。航空结构胶接技术的应用研究始于20世纪中期。50年代末, 北京航空学院曾在其研制的“北京一号”小型飞机上应用了若干项金属胶接零件, 先进胶接技术在飞机结构上得到了较广泛的应用。就维护修理技术而言, 质量及成本从来就是永恒的主题, 创新则是不断发展的动力。而相应的维护修理技术也亟待在专业维修人员中普及和提高。

摘要:本文主要向读者介绍波音737-NG飞机上的铝合金胶接技术, 通过对本文的阅读能让读者充分认识铝合金胶接技术在波音737-NG系列飞机修理中的应用。并通过对其相关修理知识的介绍, 让读者了解掌握该技术。

参考文献

[1]波音737NG系列飞机SRM.结构修理手册

[2]波音737NG系列飞机SOPM.标准施工手册

[3]波音737NG系列飞机NDT.无损探伤手册

[4]航空器结构修理.民航部件项目培训教材编写组出版

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