基于微波固化技术的快速胶接修复机的研制.pdf

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1、第24卷第4期2011年7月机电产品开笈与剀新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsV01．24．No．4July．．2011文章编号：1002—6673(2011)04-055奶基于微波固化技术的快速胶接修复机的研制代永朝1，郑立胜1，陈宜参2(1．空军第一航空学院，河南信阳464000；2．94452部队，河南新乡453003)摘要：根据微波快速固化、均匀制热的机理，研制于发了全新的微渡快速胶接修复机，并进行了性能测试。测试结果证明，该技术能很好地满足飞机等装

2、备一般结构件的胶接修复要求。关键词：微波固化；胶接；修理中图分类号：TM25文献标识码：Adoi：10．39690．issn．1002—6673．2011．04．024TheDevelopmentofRapidBondingRepairMachineWhichBasedonMicrowave-curingTechniqueDAOYong-Ch001，ZHENGLi—sk，谚，CHENYi-Cmt2(1．TheAeronauticalInstituteoftheChinesePLAAirForce，XinyangHenan4640

3、00，China；2．94452Troops，Xjn出lgHenan453003，China)Abstract：AccordingtOthemechanismofmicrowave’sfastcu,缸gandevenheating,arapidbondingrepairmachinewasempolderedanddeveloped．Andtheperformancetestsofthemachinehadbeendonealso．Itw越foundedthatthemachineⅥ协specialsuitableforfast

4、repairofthecommonstructuresofaircraftandotherequipment．Keywords：microwave——curing；bonding；repair0引言胶接修复技术是飞机结构常用的一种损伤修理技术。在胶接修复中。胶粘剂的固化工艺对修复质量影响很大。而传统的热传导加热固化技术，普遍存在着传热速度慢、温度梯度大、固化不均匀和固化速率低等问题，且“热影响区”问题难以解决。严重影响了飞机胶接修理质量。本文作者采用微波辐射加热固化修补技术原理，研制出的微波快速胶接修复机，能较好地克服传统固化技

5、术的不足。并能大大缩短维修时间和降低修理费用。具有较好的应用开发前景。1微波胶接固化技术的原理微波是频率为10k10¨Hz的电磁波．大量的研究表明．一些化学反应速度在微波的辐照下能被大大“提速”至几倍甚至上千倍。在飞机结构胶接修理工艺中．结构胶粘剂的固化过程是一个极性高分子材料间交联化学反应过程，通过向胶粘剂中添加少量微波吸收物质(如微波吸收剂)，在微波的辐照下，也可显著增加胶接固化的速度和质量。收穰日期：2011-O扣24作者简介：代永朝(1964一)，男，河南西峡人．教授，航空学会高级会员。主要从事航空装备维修的教学与研究工

6、作。对于微波固化反应的这一特点。有“致热效应”和“非致热效应”两种解释：微波的“致热效应”使反应体系温度升高而加速反应；而微波的。非致热效应”则显得相对神秘且难以有定论．研究人员一般认为其来自于微波辐射场对离子和极性分子的洛仑兹力作用。目前．传统观点认为微波固化加速反应主要是由于微波的“致热效应”．其固化机理是极性物质在外加电磁场的作用下。内部介质极化产生的极化强度矢量落后于电场一个角度，导致与电场相同的电流产生。构成物质内部功率耗散，从而将微波能转化为热能，致使固化体系快速均匀升温而加速反应。在微波辐射下。材料对介电能的吸收表

7、达：p=K．fE28"tan8(1)式中：卜吸收能(W／cm2)；f_频率(Hz)；E一电场强度(V／cm)；eL介电常数；t卸8一介电损耗角正切；K一常数(K=55．61x10qo)。一般来讲，分子的极性越大，它的介电损耗因子越大，介电损耗角正切也越大，从而对微波吸收的能力也越大。目前，绝大部分合成胶粘剂分子中均含有大量极性基团和较高的介电常数，具有一定的微波吸收能力。另外也可采取在胶接固化体系中加入高效微波吸收剂的方法提高其微波吸收性能．这些都为微波胶接固化修理提供了较理想的物质基础。55·产品与市场·2微波快速胶接修复机的

8、设计将微波固化技术应用到飞机结构修理中的关键是能够获得稳定的微波辐射源。普通的腔式微波炉。其微波发生装置产生的微波能无法向炉腔外自由传输．难以通过直接辐照的方式施加到修复区域，并不适用于飞机等装备的结构修理。为了解决一问题，本文在微波快速胶接修复机的设计中选用了