紫外光固化粘接修复技术在飞机结构抢修中的应用研究.pdf

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1、工程ENGINEERING紫外光固化粘接修复技术在飞机结构抢修中的应用研究StudyonApplicationofUltravioletLight-CuredBondingRenovationTechniqueinUrgentRepairoftheAircraftStructure■魏东　韩斐　黄旌/空军第一航空学院摘　要：根据飞机结构抢修的特点和要求，研制了高强度光敏结构胶，其性能指标满足飞机结构修复需求；根据飞机结构特点、损伤形式以及结构修复的补强要求，设计了光固化复合材料柔性修理补片；按照飞机外场原位抢修需要，研制了

2、便携式光固化设备；通过实际装备修复，拟定了光固化粘接修理工艺。关键词：光固化粘接；光敏结构胶；飞机结构；抢修；修理补片Keywords：light-curedbonding；light-sensitivestructuraladhesive；aircraftstructure；urgentrepair；repairpatch０引言体内容包括四方面，如图1所示。温、耐低温）的普通树脂进行接枝改性，飞机结构和材料的复杂性以及应急1.1高强度光敏结构胶使其具有光固化特性，满足对树脂体系抢修的时效性，对飞机结构抢修提出了高强度光敏

3、结构胶的研制是采用正综合性能指标的要求。新的更高要求。传统修理手段工艺复杂，交设计方法，选择多要素组合的试验方通常，主要性能指标包括以下六项。对操作人员要求高，修复时间长，所需案，优选出综合性能指标满足要求的树1)固化时间：不超过10min；工具、设备多，对备件依赖性强。为了脂体系；根据需要对特殊性能（如耐高2)固化后剪切强度：16～25MPa；解决多种材质、复杂结构、不同损伤形式的快速抢修问题，将紫外光固化技术、ඓۨ࠼ࠦࣅ༹ဣ光敏高分子新材料及复合材料胶结技术ߛഽ܈༬ዖ࠼௺঳ࠓঌ有机结合,研究出了一种通用性强、方גኧࣅत

4、रຍ便快捷的新型飞机结构快速修复方法。࠼௺ຏኬए༹ჺ৯根据飞机结构损伤的具体形式和补强要ጭྔ࠼ࠦࣅްࢇ֌ଙᇨ৐ଙցೌի૱္ྼሺഽᆫࣅ求，将预先制备的光固化复合材料柔性࠼ࠦ修理补片粘接到破坏损伤区，在紫外光ࣅቕᇨ৐ଙްࢇ߾ᅝჺ৯থႪ的照射下几分钟内即可固化成形。由于ްरUVհ׊ჺ৯该方法具有修补强度高、易于成形、通ຍჺ৯Սၻ๕࠼ࠦࣅยԢࠦࣅ้क़त࠼ᇸࠀ୲用性强、操作简单等显著特点，还适用঳ࠓยऺ于多种材质、多种损伤模式下的复杂结构的快速修理。঳ࠓႪްցഽऺ໙࠼ࠦࣅാႪ߾ᅝࡀݔ঳ࠓ໦ฅႚ๕ဆ1紫外光固化粘接修复技术研究Ⴊްၳࡕ

5、ೠࠚჺ৯内容紫外光固化粘接修复技术研究的具图1　紫外光固化粘接修复技术研究内容航空维修与工程2013/348AVIATIONMAINTENANCE&ENGINEERINGwww.aviationnow.com.cn3)使用温度：－50～100℃；验，光强分布如图2所示。4)储存期：－30～30℃温度下通过对光强分布的测试结果10～30超过8个月；表明，在有效光强范围内25)剥离强度：高于3kN/m；(S=7.5×8=60cm)，光强都30～6026)环境适应性好：耐水、耐航空大于60×1000uw/cm,固化90～160油

6、料。效率较高，能够确保10min1.2光固化复合材料预浸料补片内固化的时间要求。60～90在设计补片结构的过程中，需要确此外，便携式光固化定补片中纤维层数、补片中纤维含量以设备主要性能指标还包括五及补片所采用的结构形式。项。a.根据补强要求和紫外光辐射强度1）工作温度：-40～及允许照射时间确定补片厚度，确定补55℃；图2　光强分布测试结果片中纤维层数；2）电源：220V，50Hz；b.根据结构强度要求，通过试验确3）功率：250W；3）表面处理定补片中适宜的纤维含量；4）紫外光波长：365nm；根据补片尺寸，在损伤处划定

7、粘贴c.采用层叠式结构。整个补片由若5）重量：5±0.5kg。区域。对粘贴区进行表面处理，去除表干层材料组成，其中中间层为纤维织片1.4光固化粘接修理工艺面的油漆层、锈蚀层、氧化层和油污等。并由树脂充分浸渍，上下表面各敷一层根据飞机的结构特点和载荷分布情4）粘贴补片保护膜和一层滤光膜。况，分析计算补强要求并划分修理强度等在处理好的待粘区域均匀刷涂底在制备预浸料补片的过程中，将高2级。根据不同区域、不同材质及不同损伤胶，涂胶量为3～4g/cm。待底胶充分强度、高模量增强纤维材料进行处理后，模式确定补片尺寸及厚度。光固化快速抢

8、浸润构件表面后，用剪刀裁开补片包装按其纹路裁成等尺寸的备用料，根据一修技术的通用工艺流程如图3所示。袋裁取补片，将其粘贴于损伤部位，并定的纤维树脂比例，对增强材料进行逐1）修整损伤部位加压挤出多余胶液。层均匀地浸胶，在铺层时，按一定角度利用专用工具、普通工具等对结构5）辐照固化交错铺覆，达到规定厚度时，