CN112259972B - 一种复合材料与铝结构件搭接防腐蚀导电结构及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机体材料表面防护领域，公开了一种复合材料与铝结构件搭接防腐蚀导电结构及处理方法。克服非电化学序列相邻材料进行电搭接时会发生严重电化学腐蚀的方法，该方法应用范围广泛、实施简单、导电效率高，是直升机结构亟需的一种导电处理方法。在复合材料结构中铺设铜网，可解决复合材料结构件最外层为绝缘玻璃布时，其与铝结构件之间无法实现电路导通的难题；在实现电路导通的同时合理得使用了导电胶条、铜片、铜网将复合材料纤维与铝结构隔开，可解决复合材料结构件中碳布与铝结构件之间通过直接接触实现电流导通时会发生严重电位腐蚀的难题。
Description
技术领域
本发明属于机体材料表面防护领域，具体涉及一种复合材料与铝结构件搭接防腐蚀导电结构及处理方法。
背景技术
为了防止人员在飞行和地面遭受电击伤害、降低由具有不同电动势的零件间反复接触所导致的干扰水平、防止静电电荷的聚集、提供低阻抗通路降低雷电危害、避免产生机械故障或由电弧引起的失火、降低电晕放电效应的影响、通过低阻抗通路接地以有效的屏蔽和防辐射，要求构成直升机蒙皮或机壳的所有部件(机身、垂尾、水平安定面、起落架……)和电搭接线，能传输遭受雷电时的高能量。
电搭接是一种为所有金属件和其他所有导电零件及带有导电表面处理层的绝缘零件之间提供电流传导的联接方法。电搭接不能因搭接材料的不兼容而受到影响。为了防止电化学腐蚀，仅可使用电化学序列中相邻的材料。如铝与碳，铝与铜，铝与不锈钢(紧固件)，镁与不锈钢(紧固件)均不能直接搭接，否则会发生严重的电化学腐蚀。当机体结构中不可避免出现此类搭接时，必须考虑在夹层中放置中性材料的方法避免电化学腐蚀。
现有直升机结构在采取电搭接技术时并未考虑电化学腐蚀的影响，当机身结构暴露在普通环境中便会发生严重电位腐蚀，更无法在海洋、盐雾等恶劣环境中应用。
发明内容
本发明的目的：针对现有技术不足，本发明提供一种克服非电化学序列相邻材料进行电搭接时会发生严重电化学腐蚀的方法，该方法应用范围广泛、实施简单、导电效率高，是直升机结构亟需的一种导电处理方法。
本发明的技术方案：
一种复合材料与铝结构件搭接防腐蚀导电处理方法；
第一步，在复合材料内部铺设铜网；
第二步，将复合材料与铝结构件搭接区域铜网外侧的的复合材料打磨直至铜网裸露；
第三步，在复合材料搭接区裸露铜网外侧通过导电胶粘接铜片；
第四步，在铜片与铝结构件搭接一侧涂覆防腐蚀导电漆；
第五步，在铝结构件外表面进行阿洛丁氧化处理在铝结构件外表面形成一层导电氧化膜；
第六步，在铝结构件与复合材料搭接区通过导电胶粘接导电胶条；
第七步，铝结构件上的导电胶条与复合材料上的铜片搭接并通过紧固件固定。
进一步，在复合材料与铝结构件搭接区域每隔200mm选择一处紧固件连接部位进行防腐蚀导电处理。
进一步，复合材料由多层纤维材料胶接而成，在复合材料最外层纤维材料内侧铺设铜网。
进一步，用表面密封剂对所述铝结构件与导电胶条进行缝外密封。
进一步，所述缝外密封宽度至少3mm。
进一步，所述复合材料位于机身外侧，在复合材料靠近机身外侧的最外层纤维材料内侧铺设铜网。
进一步，所述铜片为U型铜片，所述复合材料与铝结构件搭接区域包裹于所述U型铜片内，所述U型铜片一端与复合材料靠近机身外侧的铜网通过导电胶粘接，U型铜片另一端与复合材料靠近铝结构件侧的导电胶条搭接。
进一步，铝结构件非导电胶条粘接区涂覆绝缘底漆。
进一步，U型铜片裸露部位喷金属用表面漆和一层绝缘底漆。
进一步，复合材料结构件非铜片粘接区涂覆绝缘底漆，若复合材料结构件含蜂窝则蜂窝内表面涂覆防潮保护膜。
一种复合材料与铝结构件搭接结构防腐蚀导电结构，所述结构所述的方法加工，所述结构包括：铝结构件、铜网、铜片、导电胶条和复合材料；
所述复合材料由多层纤维材料胶接而成，所述铜网铺设在复合材料最外层纤维材料内侧；所述铜网外侧的复合材料打磨直至铜网裸露；
所述铜片通过导电胶与裸露铜网粘接；
所述铜片通过导电胶条与铝结构件粘接；
所述铜片与铝结构件搭接一侧涂覆防腐蚀导电漆；
所述铝结构件外表面通过阿洛丁氧化处理形成一层导电氧化膜。
进一步，所述复合材料位于机身外侧，在复合材料靠近机身外侧的最外层纤维材料内侧铺设铜网；
所述铜片为U型铜片，所述复合材料与铝结构件搭接区域包裹于所述U型铜片内；所述U型铜片一端与复合材料靠近机身外侧的铜网通过导电胶粘接，U型铜片另一端通过导电胶条与铝结构件粘接。
发明效果
1)导电效率高：电流导通路径简单、直接、有效，阻抗低；
2)防电位腐蚀：利用导电胶条避免了铜与铝直接接触、碳与铝直接接触会发生严重电位腐蚀的缺点；且所有结构件裸露表面均做表面防护处理，增加抗腐蚀性能。
3)应用范围广泛：在任何含玻璃纤维、碳纤维、铝蜂窝、纸蜂窝的复合材料结构与铝结构需要实现电路导通的部位均可使用该方法；
4)重量轻便：每隔200mm通过导电铜片、导电胶、防腐蚀导电漆和重量较轻的导电胶条实现电路导通，重量轻便；
4)安装简单、维护方便：结构可拆卸，安装维护简单方便。
附图说明
图1是本发明防腐蚀导电结构示意图；
图2是本发明电流传递路径示意图；
图3是本发明复合材料结构件铺设铜网示意图；
图4是本发明复合材料结构件示意图；
图5是本发明复合材料结构件粘接铜片后铜片表面防护工作示意图；
编号说明：1-任意铝结构件(此处以铝+铝蜂窝中的铝面板示意)，2-阿洛丁导电氧化膜，3-一层铬酸锶环氧绝缘底漆DHS186-111，4-ECS2123导电胶条，5-ECS2068表面密封剂，6-ECS2218防腐蚀导电漆，7-U型铜片，8-ECS2184.10导电胶，9-ECS0027铜网，10-复合材料结构件，11-复合材料结构件最外层复合材料，12-紧固件，13-复合材料结构件其他铺层，14-复合材料结构件贴膜面，15-搭接区域，16-金属用表面漆ECS2209。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
导电通路如图1所示，由铝结构件1、铜网9、铜片7、导电胶条4、导电胶8、防腐蚀导电漆6构成。
如图1所示，铝结构件1外表面首先进行阿洛丁氧化处理，形成的阿洛丁导电氧化膜2具有保护零件功能且导电；其次铝结构件1外表面除去ECS2123导电胶条4装配面外其他部位涂1层铬酸锶环氧绝缘底漆DHS186-111；用ECS2184.10导电胶8将ECS2123导电胶条4粘接到铝结构外表面未涂底漆部分，用ECS2068表面密封剂5对铝结构和胶条进行缝外密封，密封宽度3mm。
如图3所示，复合材料结构件10在最外层复合材料11下铺设ECS0027铜网9，复合材料结构件10粘接U型铜片7前打磨阴影区域结构外表面最外层复合材料11直至露出铜网9；
如图4所示，复合材料结构件10与铝结构件搭接区域15不喷漆，其他部位涂绝缘底漆ECS2067；
如图5所示，U型铜片7在零件状态下表面喷16金属用表面漆ECS2209和3一层铬酸锶环氧绝缘底漆DHS186-111；去除U型铜片7与铜网接触面侧的保护层，并用ECS2184.10导电胶8将U型铜片7粘接到复合材料件铜网裸露侧表面；去除U型铜片7与导电胶条接触面侧的保护层并涂ECS2218防腐蚀导电漆6，并将U型铜片7粘接到复合材料件与铝结构件接触侧表面；
铝结构件1和复合材料件10由紧固件12连接，每隔200mm选择一处紧固件连接部位做电搭接处理即可满足导电需求。
电流传递路径如图2所示：雷击等在机身外表面复合材料蒙皮或口盖等部位引起电流，电流经由复合材料结构件10中铺设的铜网9穿过ECS2184.10导电胶8流向铜片7，经过ECS2218防腐蚀导电漆6后电流流向ECS2123导电胶条4，电流再次穿过ECS2184.10导电胶8经由阿洛丁导电氧化膜2流向铝结构件1，最后电流流向机身结构上的接地点。
1)本申请在复合材料结构中铺设铜网，可解决复合材料结构件最外层为绝缘玻璃布时，其与铝结构件之间无法实现电路导通的难题；
2)本申请在实现电路导通的同时合理得使用了导电胶条、铜片、铜网将复合材料纤维与铝结构隔开，可解决复合材料结构件中碳布与铝结构件之间通过直接接触实现电流导通时会发生严重电位腐蚀的难题；
3)本申请在实现电路导通的同时合理得使用了导电胶条将铜片与铝结构隔开，可解决铜片和铝结构件之间通过直接接触实现电流导通时会发生严重电位腐蚀的难题；
4)本申请在实现电路导通的同时合理得使用了导电胶条将铜片表面喷涂的防腐蚀导电底漆与铝结构隔开，可解决铜片和铝结构件之间通过直接喷涂铜炉料导电漆实现电流导通时会发生严重电位腐蚀的难题；
5)本申请电流传递路径简单、直接、有效，解决了复合材料与铝结构件之间导电效率低的难题；
6)本申请在铜片与导电胶条接触表面涂有防腐蚀导电底漆，该导电底漆低阻抗，且具有防腐蚀和导电的双重功能，可用于所有金属和复合材料。
7)本申请在铜片裸露表面先涂一层金属用表面漆以增加底漆附着力，再涂覆绝缘底漆以提高铜片的抗腐蚀功能。
本申请将导电胶条固定在机体结构而非复合材料口盖或整流罩上，避免了由于在复合材料上粘接铜片导致表面不平整，引发胶条固定不可靠、易脱粘的难题；
以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种复合材料与铝结构件搭接防腐蚀导电处理方法，其特征在于：
第一步，在复合材料内部铺设铜网；
第二步，将复合材料与铝结构件搭接区域铜网外侧的复合材料打磨直至铜网裸露；
第三步，在复合材料与铝结构件搭接区域裸露铜网外侧通过导电胶粘接铜片；
第四步，在铜片与铝结构件搭接一侧涂覆防腐蚀导电漆；
第五步，在铝结构件外表面进行阿洛丁氧化处理以在铝结构件外表面形成一层导电氧化膜；
第六步，在铝结构件上通过导电胶粘接导电胶条；
第七步，铝结构件上的导电胶条与复合材料上的铜片搭接并通过紧固件固定。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料与铝结构件搭接防腐蚀导电处理方法，其特征在于：在复合材料与铝结构件搭接区域每隔200mm选择一处紧固件连接部位进行防腐蚀导电处理。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料与铝结构件搭接防腐蚀导电处理方法，其特征在于：复合材料由多层纤维材料胶接而成，在复合材料最外层纤维材料内侧铺设铜网。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料与铝结构件搭接防腐蚀导电处理方法，其特征在于：用表面密封剂对所述铝结构件与导电胶条进行缝外密封。
5.根据权利要求4所述的一种复合材料与铝结构件搭接防腐蚀导电处理方法，其特征在于：所述缝外密封宽度至少3mm。
6.根据权利要求3所述的一种复合材料与铝结构件搭接防腐蚀导电处理方法，其特征在于：所述复合材料位于机身外侧，在复合材料靠近机身外侧的最外层纤维材料内侧铺设铜网。
7.根据权利要求6所述的一种复合材料与铝结构件搭接防腐蚀导电处理方法，其特征在于：所述铜片为U型铜片，所述复合材料与铝结构件搭接区域包裹于所述U型铜片内，所述U型铜片一端与复合材料靠近机身外侧的铜网通过导电胶粘接，U型铜片另一端与靠近铝结构件侧的导电胶条搭接。
8.根据权利要求1所述的一种复合材料与铝结构件搭接防腐蚀导电处理方法，其特征在于：铝结构件非导电胶条粘接区涂覆绝缘底漆。
9.一种复合材料与铝结构件搭接结构防腐蚀导电结构，所述结构通过权利要求1-8中任一权利要求所述的方法加工，其特征在于：所述结构包括：铝结构件、铜网、铜片、导电胶条和复合材料；
所述复合材料由多层纤维材料胶接而成，所述铜网铺设在复合材料最外层纤维材料内侧；所述铜网外侧的复合材料打磨直至铜网裸露；
所述铜片通过导电胶与裸露铜网粘接；
所述铜片通过导电胶条与铝结构件粘接；
所述铜片与铝结构件搭接一侧涂覆防腐蚀导电漆；
所述铝结构件外表面通过阿洛丁氧化处理形成一层导电氧化膜。
10.根据权利要求9所述的一种复合材料与铝结构件搭接结构防腐蚀导电结构，其特征在于：
所述复合材料位于机身外侧，在复合材料靠近机身外侧的最外层纤维材料内侧铺设铜网；
所述铜片为U型铜片，所述复合材料与铝结构件搭接区域包裹于所述U型铜片内；所述U型铜片一端与复合材料靠近机身外侧的铜网通过导电胶粘接，U型铜片另一端通过导电胶条与铝结构件粘接。
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