CN110171579B - 金属蜂窝结构件深度修理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了金属蜂窝结构件深度修理的方法，其成型方法是将端肋、大梁、上下蒙皮及蜂窝在胶接夹具上预装配，预装配合格铺贴胶膜，再热压罐成型，然后将滑架支座、前缘及悬挂接头等零部件铆接予胶接后的单元体上。深度修理方法是将损坏的金属蜂窝件通过物理方式进行分解，通过无损检测确定端肋、大梁、滑架支座、前缘及悬挂接头损坏形式，并通过钣金修理工艺对损坏的端肋、大梁及前缘进行修理，通过零修修理工艺对损坏的滑架支座和悬挂接头进行修理，使用新上下蒙皮和金属蜂窝按金属蜂窝结构件成型方法进行成型。

Description

金属蜂窝结构件深度修理的方法

技术领域

本发明涉及飞机金属蜂窝结构件深度修理方法，属于飞机检修技术领域。

背景技术

某型飞机是上世纪九十年代初从国外引进的大型运输机，该型飞机经过二十多年的使用，金属蜂窝结构件出现上下蒙皮与蜂窝脱粘，上下蒙皮或蜂窝腐蚀，上下蒙皮裂纹、裂口，表面凹坑，槽形梁腐蚀等损伤。目前国内针对金属蜂窝结构件损伤常规修理方法有以下四种：

a、刮涂打磨法：该方法主要用于蒙皮的小的凹陷、划伤、裂纹等可忽视损伤的修理。该方法对于金属蜂窝结构件上凹陷，首先在凹陷处刮涂树脂，使之与周围表面齐平，待树脂固化后，再用砂纸打磨光滑，对无划伤、裂纹等损伤，直接用砂纸打磨，然后补上金属蜂窝结构件原涂层。

b、贴补法：该方法主要用于非气动表面上的复合损伤。该方法按一定形状去掉损伤区的蒙皮，挖掉损伤区的蜂窝，准备好一块与挖掉的蜂窝同样形状大小的完好蜂窝，高度与蒙皮外表面齐平，用泡沫胶将其嵌入挖好的空穴内。将一块形状与损伤区相似、面积略大的预先固化好的补片胶接于蒙皮的外表面，补片的材料和铺层应与原结构的蒙皮保持一致。最后补上金属蜂窝结构件原涂层。

c、挖补法：该方法主要用于气动表面的复合损伤。该方法按一定形状去掉损伤区的蒙皮和蜂窝，按预先设计将损伤区周围打磨出斜度，准备好一块与挖掉的蜂窝同样形状大小的完好蜂窝，高度与蒙皮外表面齐平，用泡沫胶将其嵌入挖好的空穴内。在其上面逐层补贴预浸料补片，补片应与原材料保持一致、形状与损伤区相似、面积逐层递增，补片的层数应比原结构的蒙皮铺层多1~2层，多出的1~2层的补片的面积应比打磨后的面积略大。铺贴后用修补仪加热加压固化，最后补上金属蜂窝结构件原涂层。

d、加衬挖补方法：该方法主要用于气动表面上的伤及双侧蒙皮和蜂窝夹芯的穿透损伤。其主要方法与挖补法基本相同，不同之处是为了进行单面修理，在嵌入蜂窝芯前，需在内侧蒙皮里面预先胶接一片比损伤区略大的已固化好的衬板。衬板的材料和铺层应与金属蜂窝结构件的蒙皮保持一致。挖去的蜂窝夹芯和外侧蒙皮的面积应比损伤区略大，与内侧衬板的面积一致。

该型飞机由于在服役时间期间，导致金属蜂窝结构件存在上下蒙皮与蜂窝脱粘，上下蒙皮或蜂窝腐蚀，上下蒙皮裂纹、裂口，表面凹坑，槽形梁腐蚀等损伤，如采用上述四种常规修理方法对该型飞机金属蜂窝结构进行修理，需针对每一处损伤进行分析，判断其损伤方式，制定相应的修理方法，修理过程复杂，修理后金属蜂窝结构件强度和刚度有损失，且这四种修理方法均无法修理槽形梁的腐蚀。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供金属蜂窝结构件深度修理的方法，通过深度修理方法用于修理上下蒙皮与蜂窝脱粘，上下蒙皮或蜂窝腐蚀，上下蒙皮裂纹、裂口，表面凹坑，槽形梁腐蚀等飞机在服役期间出现故障。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：金属蜂窝结构件深度修理的方法，包括以下步骤：

步骤一，测绘建模：扫描原金属蜂窝结构件，建立金属蜂窝结构件三维数模；

步骤二，夹具制作：根据金属蜂窝结构件三维数模，完成相应夹具制作，所述夹具包括蜂窝一倍铣夹具、蜂窝二倍铣夹具及蜂窝胶接夹具；

步骤三，分解：将原金属蜂窝结构件进行分解，去除上下蒙皮、蜂窝芯，并将大梁、端肋及前缘除胶清洗干净；

步骤四，故检：通过目视检查前缘、大梁及端肋是否存在腐蚀、裂纹现象，对大梁进行探伤检测，确定大梁内部是否损伤；

步骤五，结构修理：对步骤四检查出影响强度、刚度、飞行性能和使用寿命的损伤部分进行修复；

步骤六，金属蜂窝芯铣切：将金属蜂窝芯固定在步骤二中一倍铣和二倍铣夹具上，将聚乙二醇粉末均匀的灌入蜂窝芯内和周边，加热至88 ℃～110 ℃，保温30 min～6 min，放进数控加工中心进行铣切，铣切完毕后将蜂窝芯放入热水中去除聚乙二醇；

步骤七，预装配：按原金属蜂窝结构件进行组装骨架，并用胶接夹具挡块定位，将上下蒙皮、蜂窝芯放在组装好骨架上，去除余量；

步骤八，表面处理：表面处理：将蒙皮、肋、大梁、尾缘条进行磷酸阳极化处理；

步骤九，喷涂底胶：将步骤八中蒙皮、肋、大梁、尾缘条胶接面喷涂底胶；

步骤十，胶接准备：将胶接夹具、蜂窝芯除油，并擦洗干净；

步骤十一，铺贴胶膜：在加热平台上对上下蒙皮胶接铺贴胶膜；

步骤十二，组装制带：端肋、大梁、尾缘条胶接面均匀铺贴一层发泡胶，铺放蜂窝芯，编制真空袋；

步骤十三，固化成型：将步骤十二中的真空袋放入热压罐固化成型；

步骤十四，脱模：将金属蜂窝结构件与胶接夹具分离，并清理夹具及零件於胶。

步骤十五，装配：胶接好的金属蜂窝结构件固定在型架上，将前缘、滑架支座，用密封铆接方式装配在金属蜂窝结构件上，槽型梁与连接肋、槽型梁与端肋连接处，后缘边条与连接肋、后缘边条与端肋对接处用密封剂进行密封。

所述步骤一中测绘建模的详细操作方法为，测绘建模样件应选取无腐蚀、裂纹故障，无弯曲、扭曲变形的样件进行测绘，将尾节板固定在专用的挂架上，将原机尾节板固定在专用挂架上；在尾节板表面均匀贴上摄影编码点，在尾节板中间放置摄影测量点基准尺；利用MPS单相机摄影测量系统进行多角度拍摄测量，采集尾节板点云数据；作为后续测量控制网数据；将点云数据导入扫描仪的联机软件，设置好扫描参数，扫描尾节板；采用Geomagic逆向建模软件处理网格数据，并建立三维数模；零部件外形数模与实际部件在接口区偏差±0.2mm，接头公差±0.05mm，其余部分放宽至±1mm。

所述步骤二中夹具制作的详细操作方法为，蜂窝一倍铣夹具用于蜂窝芯材铣切下翼面平面，是由铝合金板材组焊而成的刚性结构，由面板、吊环、基准板、纵向加强板和横向加强板组焊而成，夹具的各构件组焊后经去应力热处理消除焊接应力，基准板和面板的平面经机械加工，平面度公差为0.2mm；

蜂窝二倍铣夹具用于蜂窝芯材铣切上翼面的弧形曲面，是由铝合金板材组焊而成的刚性结构，由面板、检验卡板组件、吊环、基准板、纵向加强板、对刀块和挡块组焊而成，平面度公差为0.2mm，检验卡板按照蜂窝芯材的理论外形设计，型面公差为±0.1mm；

蜂窝胶接夹具用于尾节板胶接成形，是由铝合金板材组焊而成的刚性结构，由面板、连接肋定位件、吊环、检验卡板组件、槽形梁定位件、端肋定位件、横向加强板、纵向加强板、基准板和后缘边条压板组件组焊而成，组焊后经去应力热处理，以消除组焊件的焊接应力，平面度公差为0.2mm，工作型面表面粗糙度为Ra1.6，以保证胶接过程中的气密性要求，型面公差为±0.1mm，用于尾节板胶接成形过程中的型面检测，面板上分别标刻有端肋对正线、连接肋对正线、槽型梁对正线和后缘边条对正线，分别用于各零件在胶接夹具上的对准和找正，槽形梁定位件、端肋定位件和连接肋定位件分别用于各零件在胶接夹具上的定位，后缘边条压板组件用于后缘边条在胶接夹具上的定位压紧，面板的四角装有吊环，用于夹具移位时的起吊。

所述步骤四中故检的详细操作方法为，目视检查前缘、大梁、后缘边条、连接肋、端肋应无腐蚀、裂纹现象，槽型梁转角R处应无腐蚀、裂纹现象；目视检查滑架、滑架支座、拉杆接头应无腐蚀、裂纹现象，螺栓孔处用5～10 倍放大镜检查，拉杆接头检查完毕涂932低温航空润滑脂防护；目视检查槽型梁连接板、连接件、连接角片、滑架支座专用垫片应无腐蚀、裂纹现象；目视检查滑架支座固定螺栓和6-16滑架安装螺栓应无滑丝、碰伤、弯曲损伤现象，无损检测槽型梁及滑架支座应无裂纹。

所述步骤五中结构修理的详细操作方法为，步骤四检查出端肋、连接肋非承力件裂纹不超过5 mm，在裂纹端头钻止裂孔并使用铆钉堵孔方式修理；裂纹长度超过5 mm时，在裂后用补片加强方式修理；步骤四检查槽口产生的离层腐蚀、剥蚀或电化腐蚀，先将腐蚀层全部刮去，将腐蚀损伤表面打磨，并圆滑过渡，清洗后涂一层铝合金防腐化学氧化剂；整个表面涂胶防护；槽型梁如有损坏或裂纹缺口，其横向长度不大于大梁断面一边的三分之二时将裂纹末端钻止裂孔后进行加强；加强型材按照原型材厚度和材料牌号选用，并经淬火阳极化。

所述步骤六中金属蜂窝芯铣切的详细操作方法为，将金属蜂窝芯用压敏胶带临时固定在步骤二中一倍铣和二倍铣夹具上，将聚乙二醇粉末均匀的灌入蜂窝芯内和周边，加热至88 ℃～110 ℃，保温30 min～6 min，随炉冷却后放进数控加工中心进行铣切，蜂窝芯外形按样板检查，极限偏差为±0.15 mm；等高度蜂窝芯厚度尺寸偏差为±0.2 mm，铣切完毕后将蜂窝芯放在70℃热水中浸泡30 min～60 min，反复冲洗3次~4次，以去除残留的聚乙二醇。

所述步骤七中预装配的详细操作方法为，所有待胶接的蒙皮、肋、上下蒙皮、尾缘条、槽形截面梁、垫板零件应在非胶接面做好标识；待预装的零件上除蜂窝芯外应无毛刺，其表面应无的划伤、凹痕、蒙皮鼓动缺陷；胶接夹具用抹布蘸丙酮擦洗干净；按胶接图纸组装骨架，并使用胶接夹具挡块定位骨架；检查零件与零件及零件与工装是否配合良好，否则进行适当锉修或返修无法协调的零件；确认骨架与胶接夹具相匹配无误后，对尾节板上下蒙皮尾缘位置去除余量，注意蒙皮化铣区域应小于蜂窝芯投影尺寸；按模具刻线组装产品蒙皮、骨架，安装胶接夹具一周挡块销钉定位，挡块应贴紧骨架；检查安装间隙，安装位置，调整至合适位置并确认符合装配要求后，制定孔位；拆下骨架，对预装合格的零件应做好标识，并配套保管，防止混放。

所述步骤八中表面处理的详细操作方法为，表面处理：将蒙皮、肋、大梁、尾缘条进行磷酸阳极化处理；阳极化后2小时内必须转至清洁间，8h内必须在零件胶接面喷涂缓蚀底胶；

所述步骤九中喷涂底胶的详细操作方法为，从冷库中取出缓蚀底胶，并在室温下放置一段时间；打开包装使用；底胶喷涂前充分摇匀，喷涂前若发现有未溶解的固体件粒，必须重新震荡；将底胶装入喷枪对蒙皮、肋、尾缘条、槽型梁胶接面进行喷涂；喷涂完毕后晾置至少20 min，然后在80 ℃±5 ℃的烘箱中干燥20 min；烘干后底胶厚度为5μm～10 μm；喷涂底胶零件7天内必须固化；

所述步骤十中胶接准备的详细操作方法为，清洁间现场温度应在18 ℃～30 ℃，相对湿度不大于65%；生产过程中严禁赤手触碰零件；用纱布蘸丙酮沿单一方向擦拭模具，用壁纸刀清理胶接模具表面，不允许有工业残留及其他杂物；用120#砂纸打磨密封胶带粘贴处至无残余腻子，再用纱布蘸丙酮擦拭干净；用丙酮清洗蜂窝芯，确保蜂窝芯干净无油污后烘干；若蜂窝芯存在个别芯格倒伏、芯格壁撕裂在胶接前用镊子扶正；裁剪无孔隔离膜一件，铺设在模具表面，擀平，并用压敏胶带固定；

所述步骤十一中铺贴胶膜的详细操作方法为，胶膜铺贴在清洁间内进行；工作台、尺子、刀具均需除油；将胶膜和发泡胶从冷库中取出，在清洁间室温下晾置6 h方可使用；在上下蒙皮胶接面铺贴胶膜，铺贴胶膜时应铺贴平整不能夹裹空气。

所述步骤十二中组装制袋的详细操作方法为，对槽型梁、肋进行组装铆接；调节梁与肋之间的阶差，局部增加一层胶膜；在端肋、连接肋、槽型梁、尾缘条胶接面均匀铺贴一层发泡胶，铺放蜂窝芯，用热风枪辅助在60 ℃～80 ℃下将泡沫胶与蜂窝芯四周粘接固定；蜂窝芯存在个别芯格倒伏、芯格壁撕裂可在胶接前用镊子扶正，在开胶断裂处填充发泡胶；蜂窝芯上表面铺放上蒙皮，将上蒙皮以尾缘为基准用铆钉在尾缘处对上蒙皮进行定位；在模具领先和滞后热电偶位置各铺放一支热电偶，热电偶应在真空袋内；零件四周粘贴密封胶带，制真空袋，保证真空袋与零件表面紧密贴合，真空袋不能架桥，不能紧绷，必须随形；抽真空-0.08 MPa～-0.09 MPa，用真空表检查渗漏，每5 min不超过0.017 Mpa；

所述步骤十三中固化成型的详细操作方法为，将织好真空袋的零件放入热压罐中，热压罐温度设置180 ℃±5 ℃，升温速度不大于3℃/min，热压罐压力为0.1 Mpa，固化时间2.5 h~3 h；降温时以不大于2℃/min速率，降温至60 ℃以下，卸真空至0，开门吹至50℃以下关机。

所述步骤十四中脱模的详细操作方法为，拆封制件表面真空袋覆盖物；脱模，拆下固定螺栓及销钉，将制件与胶接模具分离；清理模具及零件於胶，注意不要损伤零件表面；用丙酮擦拭整个零件表面；

本发明有如下有益效果：

本发明首先将损伤的金属蜂窝结构件分解，对每件损伤的钣金零件进行板件加强修理，选用与原金属蜂窝结构件相同的蒙皮材料，选用耐久性金属蜂窝，胶粘剂为国内成熟材料，最后通过热压罐胶接成型对。本发明与常规修理方法对比优点是：1）可修理各种类型损伤；2）可修理大面积损伤缺陷；3）可修理被腐蚀的骨架；3）修理后金属蜂窝结构件强度刚度与原件相当。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明所修复的尾节板的第一视角三维图。

图2为本发明所修复的尾节板的第二视角三维图。

图3为本发明所修复的金属蜂窝结构的第一视角三维图。

图4为本发明所修复的金属蜂窝结构的第二视角三维图。

图中：金属蜂窝结构1、下蒙皮2、槽型梁3、肋4、前缘5、滑架支座6、上蒙皮7、横梁8。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

参见图1-4，金属蜂窝结构件修理方法，包括以下步骤：

步骤一，测绘建模：扫描原金属蜂窝结构件，建立金属蜂窝结构件三维数模。测绘建模样件应选取无腐蚀、裂纹等故障，无弯曲、扭曲等变形的样件进行测绘。将尾节板固定在专用的挂架上，将原机尾节板固定在专用挂架上；在尾节板表面均匀贴上摄影编码点，在尾节板中间放置摄影测量点基准尺；利用MPS单相机摄影测量系统进行多角度拍摄测量，采集尾节板点云数据；作为后续测量控制网数据；将点云数据导入扫描仪的联机软件，设置好扫描参数，扫描尾节板；采用Geomagic逆向建模软件处理网格数据，并建立三维数模；零部件外形数模与实际部件在接口区偏差±0.2mm，接头公差±0.05mm，其余部分放宽至±1mm。

步骤二，夹具制作：根据金属蜂窝结构件三维数模，完成相应夹具制作，所述夹具包括蜂窝一倍铣夹具、蜂窝二倍铣夹具及蜂窝胶接夹具。蜂窝一倍铣夹具用于蜂窝芯材铣切下翼面平面，是由铝合金板材组焊而成的刚性结构，主要由面板、吊环、基准板、纵向加强板和横向加强板等组焊而成，夹具的各构件组焊后经去应力热处理消除焊接应力，基准板和面板的平面经机械加工，平面度公差为0.2mm；蜂窝二倍铣夹具用于蜂窝芯材铣切上翼面的弧形曲面，是由铝合金板材组焊而成的刚性结构，主要由面板、检验卡板组件、吊环、基准板、纵向加强板、对刀块和挡块组焊而成，平面度公差为0.2mm，检验卡板按照蜂窝芯材的理论外形设计，型面公差为±0.1mm；蜂窝胶接夹具用于尾节板胶接成形，是由铝合金板材组焊而成的刚性结构，主要由面板、连接肋定位件、吊环、检验卡板组件、槽形梁定位件、端肋定位件、横向加强板、纵向加强板、基准板和后缘边条压板组件等组焊而成，组焊后经去应力热处理，以消除组焊件的焊接应力，平面度公差为0.2mm，工作型面表面粗糙度为Ra1.6，以保证胶接过程中的气密性要求，型面公差为±0.1mm,用于尾节板胶接成形过程中的型面检测。面板上分别标刻有端肋对正线、连接肋对正线、槽型梁对正线和后缘边条对正线，分别用于各零件在胶接夹具上的对准和找正，槽形梁定位件、端肋定位件和连接肋定位件分别用于各零件在胶接夹具上的定位，后缘边条压板组件用于后缘边条在胶接夹具上的定位压紧。面板的四角装有吊环，用于夹具移位时的起吊。

步骤三，分解：将原金属蜂窝结构件进行分解，去除上下蒙皮、蜂窝芯，并将大梁、端肋及前缘除胶清洗干净；将为防止尾节板分解过程中重力变形，将尾节板放在工装托架上；拧下滑架支座与滑架连接的固定螺母，取出螺栓，将滑架从尾节板分开，分解时防止螺栓损伤；用风钻钻掉前缘及上下蒙皮。

步骤四，故检：通过目视检查前缘、大梁及端肋是否存在腐蚀、裂纹现象，对大梁进行探伤检测，确定大梁内部是否损伤；目视检查前缘、大梁、后缘边条、连接肋、端肋应无腐蚀、裂纹现象，槽型梁转角R处应无腐蚀、裂纹现象；目视检查滑架、滑架支座、拉杆接头应无腐蚀、裂纹现象，螺栓孔处用5～10 倍放大镜检查，拉杆接头检查完毕涂932低温航空润滑脂防护；目视检查槽型梁连接板、连接件、连接角片、滑架支座专用垫片应无腐蚀、裂纹现象；目视检查滑架支座固定螺栓和6-16滑架安装螺栓应无滑丝、碰伤、弯曲等损伤现象，无损检测槽型梁及滑架支座应无裂纹。

步骤五，结构修理：对步骤四检查出影响强度、刚度、飞行性能和使用寿命的损伤部分进行修复。步骤四检查出端肋、连接肋等非承力件裂纹不超过5 mm，可在裂纹端头钻止裂孔并使用铆钉堵孔方式修理；裂纹长度超过5 mm时，可在裂后用补片加强方式修理；步骤四检查槽口产生的离层腐蚀（剥蚀）或电化腐蚀，可先将腐蚀层全部刮去，将腐蚀损伤表面打磨，并圆滑过渡，清洗后涂一层铝合金防腐化学氧化剂（阿洛丁1200）；整个表面涂胶防护；槽型梁如有损坏或裂纹缺口，其横向长度不大于大梁断面一边的三分之二时可将裂纹末端钻止裂孔后按图进行加强。加强型材按照原型材厚度和材料牌号选用，并经淬火阳极化。

步骤六，金属蜂窝芯铣切：将金属蜂窝芯固定在步骤二中一倍铣和二倍铣夹具上，将聚乙二醇粉末均匀的灌入蜂窝芯内和周边，加热至88 ℃～110 ℃，保温30 min～6 min，放进数控加工中心进行铣切，铣切完毕后将蜂窝芯放入热水中去除聚乙二醇。将金属蜂窝芯用压敏胶带临时固定在步骤二中一倍铣和二倍铣夹具上，将聚乙二醇粉末均匀的灌入蜂窝芯内和周边，加热至88 ℃～110 ℃，保温30 min～6 min，随炉冷却后放进数控加工中心进行铣切，蜂窝芯外形按样板检查，极限偏差为±0.15 mm；等高度蜂窝芯厚度尺寸偏差为±0.2 mm，铣切完毕后将蜂窝芯放在70℃热水中浸泡30 min～60 min，反复冲洗3次~4次，以去除残留的聚乙二醇。

步骤七，预装配：按原金属蜂窝结构件进行组装骨架，并用胶接夹具挡块定位，将上下蒙皮、蜂窝芯放在组装好骨架上，去除余量。所有待胶接的蒙皮、肋、上下蒙皮、尾缘条、槽形截面梁、垫板等零件应在非胶接面做好标识；待预装的零件上（蜂窝芯除外）应无毛刺，其表面应无的划伤、凹痕、蒙皮鼓动等缺陷；胶接夹具用抹布蘸丙酮擦洗干净；按胶接图纸组装骨架，并使用胶接夹具挡块定位骨架；检查零件与零件及零件与工装是否配合良好，否则进行适当锉修或返修无法协调的零件；确认骨架与胶接夹具相匹配无误后，对尾节板上下蒙皮尾缘位置去除余量，注意蒙皮化铣区域应小于蜂窝芯投影尺寸；按模具刻线组装产品蒙皮、骨架，安装胶接夹具一周挡块销钉定位，挡块应贴紧骨架；检查安装间隙，安装位置，调整至合适位置并确认符合装配要求后，制定孔位；拆下骨架，对预装合格的零件应做好标识，并配套保管，防止混放。

步骤八，表面处理：表面处理：将蒙皮、肋、大梁、尾缘条进行磷酸阳极化处理。蒙皮、肋、尾缘条、槽型梁进行磷酸阳极化处理；阳极化后2小时内必须转至清洁间，8h内必须在零件胶接面喷涂J-117缓蚀底胶。

步骤九，喷涂底胶：将步骤八中蒙皮、肋、大梁、尾缘条胶接面喷涂底胶。从冷库中取出J-117缓蚀底胶，并在室温下放置6 h；打开包装使用；底胶喷涂前充分摇匀，喷涂前若发现有未溶解的固体件粒，必须重新震荡；将底胶装入喷枪对蒙皮、肋、尾缘条、槽型梁胶接面进行喷涂；喷涂完毕后晾置至少20 min，然后在80 ℃±5 ℃的烘箱中干燥20 min；烘干后底胶厚度为5μm～10 μm；喷涂底胶零件7天内必须固化。

步骤十，胶接准备：将胶接夹具、蜂窝芯除油，并擦洗干净。清洁间现场温度应在18℃～30 ℃，相对湿度不大于65%；生产过程中严禁赤手触碰零件；用纱布蘸丙酮沿单一方向擦拭模具，用壁纸刀清理胶接模具表面，不允许有工业残留及其他杂物；用120#砂纸打磨密封胶带粘贴处至无残余腻子，再用纱布蘸丙酮擦拭干净。用丙酮清洗蜂窝芯，确保蜂窝芯干净无油污后烘干；若蜂窝芯存在个别芯格倒伏、芯格壁撕裂在胶接前用镊子扶正。裁剪无孔隔离膜一件，铺设在模具表面，擀平，并用压敏胶带固定。

步骤十一，铺贴胶膜：在加热平台上对上下蒙皮胶接铺贴胶膜。胶膜铺贴在清洁间内进行；工作台、尺子、刀具均需除油；将J-116胶膜和J-118发泡胶从冷库中取出，在清洁间室温下晾置6 h方可使用；在上下蒙皮胶接面铺贴J-116胶膜，铺贴胶膜时应铺贴平整不能夹裹空气。

步骤十二，组装制带：端肋、大梁、尾缘条胶接面均匀铺贴一层J-118发泡胶，铺放蜂窝芯，编制真空袋。对槽型梁、肋进行组装铆接；调节梁与肋之间的阶差，局部增加一层胶膜；在端肋、连接肋、槽型梁、尾缘条胶接面均匀铺贴一层J-118发泡胶，铺放蜂窝芯，用热风枪辅助在60 ℃～80 ℃下将泡沫胶与蜂窝芯四周粘接固定；蜂窝芯存在个别芯格倒伏、芯格壁撕裂可在胶接前用镊子扶正，在开胶断裂处填充J-118发泡胶；蜂窝芯上表面铺放上蒙皮，将上蒙皮以尾缘为基准用铆钉在尾缘处对上蒙皮进行定位；在模具领先和滞后热电偶位置各铺放一支热电偶，热电偶应在真空袋内；零件四周粘贴密封胶带，制真空袋，保证真空袋与零件表面紧密贴合，真空袋不能架桥，不能紧绷，必须随形；抽真空-0.08 MPa～-0.09 MPa，用真空表检查渗漏，每5 min不超过0.017 Mpa。

步骤十三，固化成型：将步骤十二中的真空袋放入热压罐固化成型。将织好真空袋的零件放入热压罐中，热压罐温度设置180 ℃±5 ℃，升温速度不大于3℃/min，热压罐压力为0.1 Mpa，固化时间2.5 h~3 h；降温时以不大于2℃/min速率，降温至60 ℃以下，卸真空至0，开门吹至50 ℃以下关机。

步骤十四，脱模：将金属蜂窝结构件与胶接夹具分离，并清理夹具及零件於胶。拆封制件表面真空袋覆盖物；脱模，拆下固定螺栓及销钉，将制件与胶接模具分离；清理模具及零件於胶，注意不要损伤零件表面；用丙酮擦拭整个零件表面。

步骤十五，装配：胶接好的金属蜂窝结构件固定在型架上，将前缘、滑架支座，用密封铆接方式装配在金属蜂窝结构件上，槽型梁与连接肋、槽型梁与端肋连接处，后缘边条与连接肋、后缘边条与端肋对接处用HM109-1密封剂进行密封。

Claims (10)

1.金属蜂窝结构件深度修理的方法，包括以下步骤：

步骤一，测绘建模：扫描原金属蜂窝结构件，建立金属蜂窝结构件三维数模；

步骤二，夹具制作：根据金属蜂窝结构件三维数模，完成相应夹具制作，所述夹具包括蜂窝一倍铣夹具、蜂窝二倍铣夹具及蜂窝胶接夹具；

步骤三，分解：将原金属蜂窝结构件进行分解，去除上下蒙皮、蜂窝芯，并将大梁、端肋及前缘除胶清洗干净；

步骤四，故检：通过目视检查前缘、大梁及端肋是否存在腐蚀、裂纹现象，对大梁进行探伤检测，确定大梁内部是否损伤；

步骤五，结构修理：对步骤四检查出影响强度、刚度、飞行性能和使用寿命的损伤部分进行修复；

步骤六，金属蜂窝芯铣切：将金属蜂窝芯固定在步骤二中一倍铣和二倍铣夹具上，将聚乙二醇粉末均匀的灌入蜂窝芯内和周边，加热至88 ℃～110 ℃，保温30 min～6 min，放进数控加工中心进行铣切，铣切完毕后将蜂窝芯放入热水中去除聚乙二醇；

步骤七，预装配：按原金属蜂窝结构件进行组装骨架，并用胶接夹具挡块定位，将上下蒙皮、蜂窝芯放在组装好骨架上，去除余量；

步骤八，表面处理：将蒙皮、肋、大梁、尾缘条进行磷酸阳极化处理；

步骤九，喷涂底胶：将步骤八中蒙皮、肋、大梁、尾缘条胶接面喷涂底胶；

步骤十，胶接准备：将胶接夹具、蜂窝芯除油，并擦洗干净；

步骤十一，铺贴胶膜：在加热平台上对上下蒙皮胶接铺贴胶膜；

步骤十二，组装制带：端肋、大梁、尾缘条胶接面均匀铺贴一层发泡胶，铺放蜂窝芯，编制真空袋；

步骤十三，固化成型：将步骤十二中的真空袋放入热压罐固化成型；

步骤十四，脱模：将金属蜂窝结构件与胶接夹具分离，并清理夹具及零件於胶；

步骤十五，装配：胶接好的金属蜂窝结构件固定在型架上，将前缘、滑架支座，用密封铆接方式装配在金属蜂窝结构件上，槽型梁与连接肋、槽型梁与端肋连接处，后缘边条与连接肋、后缘边条与端肋对接处用密封剂进行密封。

2.根据权利要求1所述金属蜂窝结构件深度修理的方法，其特征在于：所述步骤一中测绘建模的详细操作方法为，测绘建模样件应选取无腐蚀、裂纹故障，无弯曲、扭曲变形的样件进行测绘，将尾节板固定在专用的挂架上，将原机尾节板固定在专用挂架上；在尾节板表面均匀贴上摄影编码点，在尾节板中间放置摄影测量点基准尺；利用MPS单相机摄影测量系统进行多角度拍摄测量，采集尾节板点云数据；作为后续测量控制网数据；将点云数据导入扫描仪的联机软件，设置好扫描参数，扫描尾节板；采用Geomagic逆向件模软件处理网格数据，并建立三维数模；零部件外形数模与实际部件在接口区偏差±0.2mm，接头公差±0.05mm，其余部分放宽至±1mm。

3.根据权利要求1所述金属蜂窝结构件深度修理的方法，其特征在于：所述步骤二中夹具制作的详细操作方法为，蜂窝一倍铣夹具用于蜂窝芯材铣切下翼面平面，是由铝合金板材组焊而成的刚性结构，由面板、吊环、基准板、纵向加强板和横向加强板组焊而成，夹具的各构件组焊后经去应力热处理消除焊接应力，基准板和面板的平面经机械加工，平面度公差为0.2mm；

蜂窝二倍铣夹具用于蜂窝芯材铣切上翼面的弧形曲面，是由铝合金板材组焊而成的刚性结构，由面板、检验卡板组件、吊环、基准板、纵向加强板、对刀块和挡块组焊而成，平面度公差为0.2mm，检验卡板按照蜂窝芯材的理论外形设计，型面公差为±0.1mm；

蜂窝胶接夹具用于尾节板胶接成形，是由铝合金板材组焊而成的刚性结构，由面板、连接肋定位件、吊环、检验卡板组件、槽形梁定位件、端肋定位件、横向加强板、纵向加强板、基准板和后缘边条压板组件组焊而成，组焊后经去应力热处理，以消除组焊件的焊接应力，平面度公差为0.2mm，工作型面表面粗糙度为Ra1.6，以保证胶接过程中的气密性要求，型面公差为±0.1mm，用于尾节板胶接成形过程中的型面检测，面板上分别标刻有端肋对正线、连接肋对正线、槽型梁对正线和后缘边条对正线，分别用于各零件在胶接夹具上的对准和找正，槽形梁定位件、端肋定位件和连接肋定位件分别用于各零件在胶接夹具上的定位，后缘边条压板组件用于后缘边条在胶接夹具上的定位压紧，面板的四角装有吊环，用于夹具移位时的起吊。

4.根据权利要求1所述金属蜂窝结构件深度修理的方法，其特征在于：所述步骤四中故检的详细操作方法为，目视检查前缘、大梁、后缘边条、连接肋、端肋应无腐蚀、裂纹现象，槽型梁转角R处应无腐蚀、裂纹现象；目视检查滑架、滑架支座、拉杆接头应无腐蚀、裂纹现象，螺栓孔处用5～10 倍放大镜检查，拉杆接头检查完毕涂932低温航空润滑脂防护；目视检查槽型梁连接板、连接件、连接角片、滑架支座专用垫片应无腐蚀、裂纹现象；目视检查滑架支座固定螺栓和6-16滑架安装螺栓应无滑丝、碰伤、弯曲损伤现象，无损检测槽型梁及滑架支座应无裂纹。

5.根据权利要求1所述金属蜂窝结构件深度修理的方法，其特征在于：所述步骤五中结构修理的详细操作方法为，步骤四检查出端肋、连接肋非承力件裂纹不超过5 mm，在裂纹端头钻止裂孔并使用铆钉堵孔方式修理；裂纹长度超过5 mm时，在裂后用补片加强方式修理；步骤四检查槽口产生的离层腐蚀、剥蚀或电化腐蚀，先将腐蚀层全部刮去，将腐蚀损伤表面打磨，并圆滑过渡，清洗后涂一层铝合金防腐化学氧化剂；整个表面涂胶防护；槽型梁如有损坏或裂纹缺口，其横向长度不大于大梁断面一边的三分之二时将裂纹末端钻止裂孔后进行加强；加强型材按照原型材厚度和材料牌号选用，并经淬火阳极化。

6.根据权利要求1所述金属蜂窝结构件深度修理的方法，其特征在于：所述步骤六中金属蜂窝芯铣切的详细操作方法为，将金属蜂窝芯用压敏胶带临时固定在步骤二中一倍铣和二倍铣夹具上，将聚乙二醇粉末均匀的灌入蜂窝芯内和周边，加热至88 ℃～110 ℃，保温30 min～6 min，随炉冷却后放进数控加工中心进行铣切，蜂窝芯外形按样板检查，极限偏差为±0.15 mm；等高度蜂窝芯厚度尺寸偏差为±0.2 mm，铣切完毕后将蜂窝芯放在70℃热水中浸泡30 min～60 min，反复冲洗3次~4次，以去除残留的聚乙二醇。

7.根据权利要求1所述金属蜂窝结构件深度修理的方法，其特征在于：所述步骤七中预装配的详细操作方法为，所有待胶接的蒙皮、肋、上下蒙皮、尾缘条、槽形截面梁、垫板零件应在非胶接面做好标识；待预装的零件上除蜂窝芯外应无毛刺，其表面应无的划伤、凹痕、蒙皮鼓动缺陷；胶接夹具用抹布蘸丙酮擦洗干净；按胶接图纸组装骨架，并使用胶接夹具挡块定位骨架；检查零件与零件及零件与工装是否配合良好，否则进行适当锉修或返修无法协调的零件；确认骨架与胶接夹具相匹配无误后，对尾节板上下蒙皮尾缘位置去除余量，注意蒙皮化铣区域应小于蜂窝芯投影尺寸；按模具刻线组装产品蒙皮、骨架，安装胶接夹具一周挡块销钉定位，挡块应贴紧骨架；检查安装间隙，安装位置，调整至合适位置并确认符合装配要求后，制定孔位；拆下骨架，对预装合格的零件应做好标识，并配套保管，防止混放。

8.根据权利要求1所述金属蜂窝结构件深度修理的方法，其特征在于：所述步骤八中表面处理的详细操作方法为，蒙皮、肋、尾缘条、槽型梁进行磷酸阳极化处理；阳极化后2小时内必须转至清洁间，8h内必须在零件胶接面喷涂缓蚀底胶；

所述步骤九中喷涂底胶的详细操作方法为，从冷库中取出缓蚀底胶，并在室温下放置一段时间；打开包装使用；底胶喷涂前充分摇匀，喷涂前若发现有未溶解的固体件粒，必须重新震荡；将底胶装入喷枪对蒙皮、肋、尾缘条、槽型梁胶接面进行喷涂；喷涂完毕后晾置至少20 min，然后在80 ℃±5 ℃的烘箱中干燥20 min；烘干后底胶厚度为5μm～10 μm；喷涂底胶零件7天内必须固化；

所述步骤十中胶接准备的详细操作方法为，清洁间现场温度应在18 ℃～30 ℃，相对湿度不大于65%；生产过程中严禁赤手触碰零件；用纱布蘸丙酮沿单一方向擦拭模具，用壁纸刀清理胶接模具表面，不允许有工业残留及其他杂物；用120#砂纸打磨密封胶带粘贴处至无残余腻子，再用纱布蘸丙酮擦拭干净；用丙酮清洗蜂窝芯，确保蜂窝芯干净无油污后烘干；若蜂窝芯存在个别芯格倒伏、芯格壁撕裂在胶接前用镊子扶正；裁剪无孔隔离膜一件，铺设在模具表面，擀平，并用压敏胶带固定；

所述步骤十一中铺贴胶膜的详细操作方法为，胶膜铺贴在清洁间内进行；工作台、尺子、刀具均需除油；将胶膜和发泡胶从冷库中取出，在清洁间室温下晾置6 h方可使用；在上下蒙皮胶接面铺贴胶膜，铺贴胶膜时应铺贴平整不能夹裹空气。

9.根据权利要求1所述金属蜂窝结构件深度修理的方法，其特征在于：所述步骤十二中组装制袋的详细操作方法为，对槽型梁、肋进行组装铆接；调节梁与肋之间的阶差，局部增加一层胶膜；在端肋、连接肋、槽型梁、尾缘条胶接面均匀铺贴一层J-118发泡胶，铺放蜂窝芯，用热风枪辅助在60 ℃～80 ℃下将泡沫胶与蜂窝芯四周粘接固定；蜂窝芯存在个别芯格倒伏、芯格壁撕裂可在胶接前用镊子扶正，在开胶断裂处填充J-118发泡胶；蜂窝芯上表面铺放上蒙皮，将上蒙皮以尾缘为基准用铆钉在尾缘处对上蒙皮进行定位；在模具领先和滞后热电偶位置各铺放一支热电偶，热电偶应在真空袋内；零件四周粘贴密封胶带，制真空袋，保证真空袋与零件表面紧密贴合，真空袋不能架桥，不能紧绷，必须随形；抽真空-0.08MPa～-0.09 MPa，用真空表检查渗漏，每5 min不超过0.017 Mpa；

所述步骤十三中固化成型的详细操作方法为，将织好真空袋的零件放入热压罐中，热压罐温度设置180 ℃±5 ℃，升温速度不大于3℃/min，热压罐压力为0.1 Mpa，固化时间2.5 h~3 h；降温时以不大于2℃/min速率，降温至60 ℃以下，卸真空至0，开门吹至50 ℃以下关机。

10.根据权利要求1所述金属蜂窝结构件深度修理的方法，其特征在于：所述步骤十四中脱模的详细操作方法为，拆封金属蜂窝结构件表面真空袋覆盖物；脱模，拆下固定螺栓及销钉，将金属蜂窝结构件与胶接模具分离；清理模具及零件於胶，注意不要损伤零件表面；用丙酮擦拭整个金属蜂窝结构件表面。

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