一种定向纤维增强的胶接连接方法技术

本申请提供一种定向纤维增强的胶接连接方法，属于复合材料零件连接技术领域，该方法先处理连接端的外形；在两个调整片连接端端面上钻孔；在碳纤维丝端头处涂胶粘剂；用碳纤维丝束引导端分别在两个调整片对接端面的孔穿插，通过两端孔引导碳纤维丝束在调整片之间形成定向纤维束，拉紧纤维束使调整片两端对齐；将填料注入两个调整片对合后形成的空腔内，填料固化后去除调整片上的胶带，在调整片对接处外表面进行表面处理；按打磨区大小裁剪碳纤维织物；调制双组份环氧树脂胶粘剂，将胶粘剂浸润碳纤维织物后以调整片对接缝为中心铺放。能有效保证连接后复合材料结构件强度，减少结构属性的改变，制造成本低，便于实施，用于复合材料零件连接。料零件连接。料零件连接。

【技术实现步骤摘要】
一种定向纤维增强的胶接连接方法


[0001]本申请属于复合材料零件连接
，尤其涉及一种定向纤维增强的胶接连接方法。

技术介绍

[0002]飞机在研制阶段需要大量的结构零件进行力学性能试验，其中，复合材料结构件更是需要进行大量的验证试验来确保其结构性能满足预期的目标。带有腔体结构的复合材料典型结构件如定翼机的机翼和尾翼系统中的舵面结构件和调整片等，带有多个腔体的特点。而这类产品结构的长短，大小，角度均影响舵面的气动性能，尤其是在飞机飞行过程中会影响舵面操纵力的大小。在飞机研制过程中，往往需要不断的调整该类零件的外形来进行验证试验和飞行试验。另外在已经交付使用的飞机中，往往因为意外等情况如鸟类撞击、刮蹭、磕碰、导致该类结构件造成损伤。该类零件在飞机系统中属于动部件，对自身结构强度要求较高，一般情况下，在发现存在损伤后就需要更换。但是如果修复后该类零件具备较高的强度，能够满足使用的要求，则可经修复后再次使用，即节约了成本，也减少了浪费。
[0003]相关技术中，修理和改装方法是补强式修理，即在原有基础上进行弥补，对于损伤而言则去除掉损伤区破损部位后再利用模具等进行复原式的加工。此种修理方法修理周期长，修理成本高，需要使用加温设备和模具，工作量大且工艺复杂，对操作者技能要求较高，工作环境要求比较苛刻，同时由于需要加温故对未损伤部位具有较大的风险，修理后的强度恢复不理想，零件的结构外形存在一定的改变。而对于一些改装则常常使用铆接等机械连接的方式进行改装，这就需要放弃一些气动性能，在零件表面加装加固板并钻孔和铆接，该类改装为不可逆式改装，一旦改装完毕就很难恢复原状。另外该类型的改装方式因为需要破坏原有的结构，如钻孔等，使得试验的结果存在了一定的偏离。
[0004]因此，需要一种新的修理或改装的方法来尽可能的使修理或改装后的零件不改变原有结构属性，外形无明显变化，可恢复至改装前的状态，还能够达到高强度的要求，不影响使用或试验的结果。同时还不需要过多的模具、设备、大量的材料，具备成本低、工艺简单、对工作环境的要求不苛刻、制造周期短等特点的泡沫夹层结构复合材料零件连接工艺方法。

技术实现思路

[0005]为了解决相关技术中的问题，本专利技术提供一种能够有效的修补和改装腔体结构复合材料产品的方法，是实现高强度、低成本目标的复合材料结构件连接方法，可有效保证连接后的复合材料结构件的强度，减少结构属性的改变，具备制造成本低，便于实施的特点。所述技术方案如下：
[0006]一种定向纤维增强的胶接连接方法，所述方法包括：
[0007]分别处理两个连接端的外形，将连接端的型面贴合紧密；
[0008]分别在两个调整片连接端的端面上钻孔，孔深达到泡沫区，两个端面上孔的位置
相互对应，将两个端面的孔与孔之间的泡沫挖穿，形成上下之间的通路；
[0009]在碳纤维丝端头处涂胶粘剂，胶粘剂固化后的碳纤维丝束端头变硬，成为整个丝束的引导端；
[0010]用碳纤维丝束的引导端分别在两个调整片对接端面的孔穿插，通过两端的孔引导碳纤维丝束在调整片之间形成定向纤维束，拉紧纤维束使调整片的两端对齐，固定调整片后将对接缝密封；
[0011]调制胶粘剂并加入微粉，使其粘度加大，成为填料，将填料注入两个调整片对合后形成的空腔内，填料固化后去除调整片上的胶带，
[0012]在两个调整片对接处的外表面进行表面处理，打磨外表面，打磨的范围在对接处周围区域，去除复合材料调整片外表面的树脂层，将外表面擦拭干净；
[0013]在调整片对接处打磨区外围贴胶带以保护未打磨区域，按打磨区的大小裁剪碳纤维织物；
[0014]调制双组份环氧树脂胶粘剂，将胶粘剂浸润碳纤维织物后以调整片对接缝为中心铺放，并抽真空加压。
[0015]其中，将连接端的型面贴合紧密，包括：
[0016]通过切割或打磨的方式将连接端的型面贴合紧密，且贴合处的间隙不大于2mm。
[0017]其中，调整片连接端的端面上孔的深度至少为10mm，两个端面上孔由上至下呈三角形排列。
[0018]其中，将两个端面的孔与孔之间的泡沫挖穿，包括：
[0019]使用金属钩分别将两个端面的孔与孔之间的泡沫挖穿。
[0020]其中，在碳纤维丝端头处涂胶粘剂，包括：
[0021]在碳纤维丝端头处10mm的部分涂胶粘剂并手工成捻。
[0022]其中，将对接缝密封，包括：
[0023]通过胶带将对接缝密封。
[0024]其中，将填料注入两个调整片对合后形成的空腔内，包括：
[0025]通过注射器将填料注入两个调整片对合后形成的空腔内，第一次注满后静置15分钟后再进行一次补注。
[0026]其中，每块碳纤维织物的大小以10mm的尺寸递减，裁剪至少3块织物。
[0027]其中，将胶粘剂浸润碳纤维织物后以调整片对接缝为中心铺放，包括：
[0028]先铺放最小尺寸的织物，然后逐层铺放较大尺寸的织物，
[0029]抽真空加压，包括：
[0030]使用真空袋抽真空加压。
[0031]本专利技术提供的一种定向纤维增强的胶接连接方法具有以下有益效果：
[0032]1.使填料中存在定向纤维束，能够极大的提高连接的强度，提高连接后的整体刚性，满足高强度的使用要求；
[0033]2.该连接方法不需要铆接等机械连接，降低了操作难度和零件重量；
[0034]3.该方法在内部进行连接，不改变零件的外形，确保了零件的气动性能。
附图说明
[0035]图1为本申请实施例提供的一种定向纤维增强的胶接连接方法流程图；
[0036]图2为本申请实施例提供的调整片连接端的型面贴合示意图；
[0037]图3为本申请实施例提供的呈三角形排列的钻制导孔的示意图；
[0038]图4为本申请实施例提供的穿插碳纤维丝束的示意图；
[0039]图5为本申请实施例提供的对接缝密封的示意图；
[0040]图6为本申请实施例提供的注入填料的示意图；
[0041]图7为本申请实施例提供的碳纤维织物铺放的示意图。
具体实施方式
[0042]下面通过具体的实施方式连接附图对本申请作进一步详细说明。
[0043]请参见图1，其为本专利技术提供的一种定向纤维增强的胶接连接方法流程图，包含有以下步骤：
[0044]步骤110、分别处理两个连接端的外形，通过切割或打磨的方式将连接端的型面能够贴合紧密。
[0045]通过切割或打磨的方式将连接端的型面能够贴合紧密，确保贴合处的间隙不大于2mm。
[0046]步骤120、分别在两个调整片连接端的端面上钻孔，孔深应达到泡沫区，两个端面上孔的位置相互对应，由上至下呈三角形排列，然后使用金属钩分别将两个端面的孔与孔之间的泡沫挖穿，形成上下之间的通路。
[0047]孔深度至少10mm。
[0048]步骤130、取碳纤维丝束一束，在端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定向纤维增强的胶接连接方法，其特征在于，所述方法包括：分别处理两个连接端的外形，将连接端的型面贴合紧密；分别在两个调整片连接端的端面上钻孔，孔深达到泡沫区，两个端面上孔的位置相互对应，将两个端面的孔与孔之间的泡沫挖穿，形成上下之间的通路；在碳纤维丝端头处涂胶粘剂，胶粘剂固化后的碳纤维丝束端头变硬，成为整个丝束的引导端；用碳纤维丝束的引导端分别在两个调整片对接端面的孔穿插，通过两端的孔引导碳纤维丝束在调整片之间形成定向纤维束，拉紧纤维束使调整片的两端对齐，固定调整片后将对接缝密封；调制胶粘剂并加入微粉，使其粘度加大，成为填料，将填料注入两个调整片对合后形成的空腔内，填料固化后去除调整片上的胶带，在两个调整片对接处的外表面进行表面处理，打磨外表面，打磨的范围在对接处周围区域，去除复合材料调整片外表面的树脂层，将外表面擦拭干净；在调整片对接处打磨区外围贴胶带以保护未打磨区域，按打磨区的大小裁剪碳纤维织物；调制双组份环氧树脂胶粘剂，将胶粘剂浸润碳纤维织物后以调整片对接缝为中心铺放，并抽真空加压。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将连接端的型面贴合紧密，包括：通过切割或打磨的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，刘永光，张馨予，祁书涛，
申请(专利权)人：哈尔滨飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：