飞机金属结构胶接.ppt

胶接设备 与复合材料制备类似。 胶接质量控制 人、机、料、法、环 全面质量管理 在飞机结构中，有些接头不宜采用胶接接头； 接头设计中还需要考虑以下因素： 强度与刚度 胶接强度计算要在规范的安全系数外，考虑附加安全系数，取值在2~3，与常规铆接设计相比，胶接接头需要进行试验验证； 使用的胶粘剂要与飞机同寿命，要进行环境条件下寿命试验，并确定胶接构件的日历寿命； 使用环境要求 材料相容性 工艺性和经济性要好，易于施工，适用期和贮存期长，尽可能选择国产胶粘剂； 被粘材料不同时要考虑电化学腐蚀问题； 表面处理要耐久性能好，表面粗糙度一般在Ra3.2-0.8之间。 胶接接头形式 接头类型：角接、T形接、对接和面接。 典型的接头形式 一些典型的飞机胶接结构 典型的飞机蜂窝结构 胶接工艺过程 预装配：对被粘零件的胶接部位进行组合修配，保证胶接表面贴合良好，能形成一定厚度的胶层； 胶接表面处理 配胶 多组分胶粘剂在使用前进行配制，以便于施工并控制胶量； 胶接剂涂布 对胶接表面涂布胶粘剂，包括喷涂底胶及敷贴胶膜； 装配 胶接零件按要求装配组合，并做好固化前封装准备； 固化 树脂胶粘剂需要在加热加压条件下完成固化； 检验 对外形和胶接质量进行检验，包括目视、力学性能测试、无损检查和特种要求试验等； 修补 对生产和使用中暴漏的缺点，在允许的前提下进行修补。 预装配 检查参与胶接的各零件之间及其与模具的配合质量及贴合度，并对不符合要求的零件或模具首件鉴定前进行修整协调，使之满足胶接配合和结构外形要求。 钣金零件公差较大，且由于变形导致边缘形状不顺，将导致胶层厚度不均、胶层疏松或脱粘等问题。 对于蜂窝夹芯材料、蒙皮、内部钣金零件等胶接预装配都有相应的技术要求，可根据厂标或航标查询。 胶接表面处理 通过表面处理去除金属表面的自然氧化层，并生成更有利于胶接的氧化层； 氧化层应有高的内聚强度，坚而不脆，与金属基体结合牢固，同时具有高的环境稳定性，能与胶粘剂形成牢固的化学键和机械咬合，而且对环境条件稳定，不与吸附水发生水合作用。 例如铝合金自然生成氧化物（B）Al2O3-3H2O胶接性能差，通过磷酸阳极化处理后生成的氧化物为（A） Al2O3-H2O，不易发生水合作用，具有良好的胶接耐久性。 胶接表面处理方法 铝合金的表面处理方法 化学氧化处理法（FPL） 以硫酸-重铬酸盐溶液侵蚀铝合金，在此前需要进行脱脂及碱洗。此方法对工艺参数敏感，胶接耐久性较差。 磷酸阳极化法（PAA） 该法是耐久胶接结构的主要表面处理方法。 生成的阳极化膜对基体结合力强，耐水合作用，制成的胶接接头具有较高的耐久性，工艺简单，对工艺参数不敏感，环境污染小； 阳极化膜可视性差，不利于检查和控制，膜本体的耐磨性和耐腐蚀性差，需与抑制腐蚀底胶配合使用。 胶接组装及真空袋封装、固化 将已涂覆胶粘剂的带胶接零件，按产品要求，利用定位件、工艺销钉或压敏胶带等组合固定在胶接模具上，使其固化时不产生位移与翘曲，固化后便于脱模，不被污染和损伤；然后用真空袋薄膜借助密封胶带将已经组装好的待固化零件胶接件及工艺辅助铺层封装在胶接模具上，形成一个密封的真空系统，以便利用真空袋内外压差对胶接结构施加压力，传递热压罐内的充气压力，派出挥发性气体和固化过程中的副产物。 固化的重要性已在前面详述。 胶粘剂 结构胶粘剂、功能胶粘剂等； 结构胶粘剂一般以热固性树脂为基料，以热塑性树脂或弹性体为增韧剂，配以固化剂等，有时还需要加入载体/填料、稀释剂、固化促进剂、偶联剂、抑制腐蚀剂和抗热氧化剂等。 胶粘剂的要求 足够的力学性能，美国军方、我国航标都对此进行规定，可查表； 蠕变性能 剥离强度或断裂韧性 耐老化、耐介质腐蚀性能 工艺性 经济性 ……. 胶接接头的无损检测 通过检测来保证产品完全符合产品设计要求，证实用以制成胶接构件的制造工艺是稳定和高质量的，检测胶接缺陷。 无损检测内容 无损检测方法 胶接表面质量检查 目视检查 使用电筒、放大镜、量规和刻度尺等简单工具，依靠检测人员的观察和经验检验胶接件，用于早期发现质量问题。 敲击法 依据胶接制件被敲击部分发生谐振的原理，通过声调和频率变化判断是否存在脱粘及气孔等，只限于检测厚度0.3-1.5mm的薄面板胶接制件，不能检测深处的缺陷； 声振检测 手工敲击的仪器化，已经发展出多种相关设备，例如涡流-声敲击仪。 超声波检查 射线检查：x射线和中子射线检查 激光全息照相 热性能检查 声发射和应力波检查 胶接无损检查方法的选择 飞机金属结构胶接 刘瑞同 同济大学航空航天与力学学院 胶接：利用胶粘剂与被粘物表面之间的粘附力，将被粘物连接成为一个整体，并具有一定力学性能的方法。 胶接包括金属结构胶接、非金属结构胶接（复合材料）、金属与非金属之间的胶接；本课程的