CN114261105B - 一种判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，在待胶接的钛合金大曲率与复材大曲率零件的胶接面分别涂刷脱模剂，然后进行胶接，待胶膜固化后，分离钛合金大曲率零件、复材大曲率零件和胶膜，并通过目测观察固化的胶膜判断零件胶接的质量。本发明钛合金大曲率零件与复材大曲率零件可以重复使用，大幅度的降低钛合金和复材大曲率零件粘接工艺的研发成本。且与传统检测方法相比，本发明采用直接目视和测量已固化胶膜的厚度的方法，无需专业的设备和具有无损检测资质的人员进行操作，方法快捷简单，且可以直观的判断零件的胶接的质量，具有良好的实用及经济价值。

Description

一种判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法

技术领域

本发明涉及一种判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法。

背景技术

钛合金具有强度高、质量轻、耐腐蚀等特点，且其与复合材料具有良好的电化学相容性，因此钛合金与复合材料胶接形成的制件被广泛应用于航天航空领域。

然而，钛合金与复合材料之间的胶接容易存在分层或者气泡，严重影响钛合金与复合材料胶接制件的性能，甚至危害整个设备的使用安全性。为了检测胶接强度，保证钛合金与复合材料胶接制件的性能，传统的判断方法是通过超声检测和CT射线无损检测钛合金与复合材料零件胶接是否存在分层或气泡，以此来判断钛合金与复合材料间的胶接质量。

然而，一旦检测胶接质量不过关，即钛合金与复材大曲率零件胶接失败，需重新制造零件进行胶接制作。特别是在进行钛合金与复材大曲率零件胶接实验时，将损耗大量的钛合金与复材零件，造成资源浪费，且钛合金的生产工艺复杂，抗磨性差，切削加工困难，因此其生产成本高，而复合材料的生产成本也较高；而在进行二者胶接强度技术攻关的过程中又需要进行大量的试验，因此技术攻关的成本过高，尤其是一些型面复杂大曲率的胶接结构。

因此，如何节省胶接强度攻关实验成本，又能准确判断钛合金与复合材料之间的胶接强度，是目前亟需解决的一个重要问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种用于判断钛合金与复材大曲率零件胶接实验判断二者胶接质量的方法，通过在钛合金和复材大曲率零件的胶接面刷脱模剂的方法，在组件成型后，可以将钛合金、已固化的胶膜及复材大曲率零件三者分离，通过目测观察胶膜是否有气泡以及厚度均匀性的方法判断零件的胶接质量。钛合金与复材大曲率零件可以重复使用，大大降低了钛合金与复材大曲率零件胶接试验的成本。具体技术方案如下：

本发明提供一种判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，在待胶接的钛合金大曲率与复材大曲率零件的胶接面分别涂刷脱模剂，然后进行胶接，待胶膜固化后，分离钛合金大曲率零件、复材大曲率零件和胶膜，并通过目测观察固化的胶膜判断零件胶接的质量。

作为优选的技术方案的，前述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法具体包括如下步骤：

步骤一：钛合金大曲率零件与复材大曲率零件的表面处理

分别对待胶接的钛合金大曲率零件和复材大曲率零件的胶接区域进行打磨处理并进行清洗处理，以备胶接；

步骤二：涂刷脱模剂

分别在表面处理后的待胶接的钛合金大曲率零件和复材大曲率零件的胶接区域涂刷脱模剂，并进行脱模剂干燥处理；

步骤三：胶接

分别在脱模剂干燥处理后的待胶接的钛合金大曲率零件和复材大曲率零件的胶接区域铺贴一层胶膜，并进行抽真空预压实，然后根据胶膜的固化制度进行固化将钛合金大曲率零件和复材大曲率零件胶接在一起；

步骤四：分离判断

将钛合金大曲率零件、复材大曲率零件和胶膜三者分离，通过目测观察固化的胶膜性状判断零件胶接的质量。

优选的，前述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，步骤一中，所述打磨处理均为采用氧化铝砂纸打磨；其中，钛合金大曲率零件的胶接区域采用200目的氧化铝砂纸打磨，复材大曲率零件胶接区域采用120～220 目的氧化铝砂纸打磨。

优选的，前述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，步骤一中，所述清洗处理均为采用工业丙酮清洗；其中钛合金大曲率零件的胶接区域用清洁的白色揩布或医用纱布沾工业丙酮对胶接区域清洗1～3遍，复材大曲率零件胶接区域用清洁的白色揩布或医用纱布沾工业丙酮洗待胶接表面至白色揩布或医用纱布上无纤维颜色。

优选的，前述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，步骤二中，所述涂刷脱模剂均为采用浸透脱模剂的白色揩布或医用纱布擦拭钛合金大曲率零件或复材大曲率零件胶接区域的表面。

优选的，前述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，步骤二中，所述涂刷脱模剂，钛合金大曲率零件和复材大曲率零件均为涂刷3～5遍。

进一步优选的，前述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，涂刷脱模剂时，钛合金大曲率零件和复材大曲率零件的表面温度均不低于16℃，且两层脱模剂之间间隔的干燥时间至少为15min。

优选的，前述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，步骤三中，所述抽真空预压实的真空度至少为-60KPa，预压实的时间至少为5min。

优选的，前述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，步骤四中，所述目测观察固化的胶膜性状判断零件胶接的质量为观察固化的胶膜中是否存在气泡以及胶膜的厚度是否均匀。

本发明的有益效果：

本发明通过在钛合金大曲率零件和复材大曲率零件胶接表面刷脱模剂的方法，在组件成型后，可以将钛合金大曲率零件、已固化的胶膜、复材大曲率零件三者分离，通过目测观察胶膜是否有气泡以及厚度均匀性的方法判断零件的胶接质量。

与传统的检测方法相比，本发明钛合金大曲率零件与复材大曲率零件可以重复使用，大幅度的降低钛合金和复材大曲率零件粘接工艺的研发成本。

且与传统的超声以及射线检测钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法相比，本发明采用直接目视和测量已固化胶膜的厚度的方法，无需专业的设备和具有无损检测资质的人员进行操作，方法快捷简单，且可以直观的判断零件的胶接的质量。

附图说明

图1为本发明钛合金大曲率零件与复材大曲率零件的胶接示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例及附图，对本发明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较佳实施例，而不是全部的实施例，亦并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用所揭示的技术内容加以变更或改型等同变化。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

实施例1

本实施例是一种判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，如图1所示，在待胶接的钛合金大曲率与复材大曲率零件的胶接面分别涂刷脱模剂，然后进行胶接，待胶膜固化后，分离钛合金大曲率零件、复材大曲率零件和胶膜，并通过目测观察固化的胶膜判断零件胶接的质量，与传统的检测方法相比，本发明钛合金大曲率零件与复材大曲率零件可以重复使用，大幅度的降低钛合金和复材大曲率零件粘接工艺的研发成本，且采用直接目视和测量已固化胶膜的厚度的方法，无需专业的设备和具有无损检测资质的人员进行操作，方法快捷简单，且可以直观的判断零件的胶接的质量。

本实施例所述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，具体包括如下步骤：

步骤一：钛合金大曲率零件与复材大曲率零件的表面处理。分别对待胶接的钛合金大曲率零件和复材大曲率零件的胶接区域进行打磨处理并进行清洗处理，以备胶接。其中，钛合金大曲率零件的胶接区域使用200目的氧化铝砂纸进行打磨，清洗为用清洁的白色揩布或医用纱布沾工业丙酮对胶接区域清洗1～3遍；复材大曲率零件的胶接区域用120-220目的氧化铝砂纸进行打磨以去除表层树脂，要求打磨均匀且不要损伤纤维，清洗为用清洁的白色揩布或医用纱布沾工业丙酮洗待胶接表面，以白色揩布或医用纱布上无纤维颜色为准。

步骤二：涂刷脱模剂

分别在表面处理后的待胶接的钛合金大曲率零件和复材大曲率零件的胶接区域涂刷脱模剂，并进行脱模剂干燥处理。所述涂刷脱模剂为采用浸透脱模剂的白色揩布或医用纱布擦拭钛合金大曲率零件或复材大曲率零件胶接区域的表面，各涂刷3～5遍；涂刷脱模剂时，钛合金大曲率零件和复材大曲率零件的表面温度均不低于16℃，且两层脱模剂之间间隔的干燥时间至少为15min。

步骤三：胶接

分别在脱模剂干燥处理后的待胶接的钛合金大曲率零件和复材大曲率零件的胶接区域铺贴一层胶膜，并进行抽真空预压实，然后根据胶膜的固化制度进行固化将钛合金大曲率零件和复材大曲率零件胶接在一起。为保证胶接质量，抽真空预压实的真空度至少-60KPa-，预压实的时间至少为5min。

步骤四：分离判断

使用足刀或其他硬质工具在零件边缘划开钛合金与复材大曲率零件的胶接面，由于脱模剂的原因，划开边缘后，可以将钛合金大曲率零件、复材大曲率零件和胶膜三者分离，通过目测观察固化的胶膜性状包括胶膜中是否存在气泡以及胶膜的厚度是否均匀判断零件胶接的质量，若已固化胶膜存在气泡或厚度不均，即检测不合格，可重复使用该钛合金大曲率零件和复材大曲率零件进行再次试验。

本发明通过在钛合金大曲率零件和复材大曲率零件胶接表面刷脱模剂的方法，在组件成型后，可以将钛合金大曲率零件、已固化的胶膜、复材大曲率零件三者分离，通过目测观察胶膜是否有气泡以及厚度均匀性的方法判断零件的胶接质量。与传统的检测方法相比，本发明钛合金大曲率零件与复材大曲率零件可以重复使用，大幅度的降低钛合金和复材大曲率零件粘接工艺的研发成本。且与传统的超声以及射线检测钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法相比，本发明采用直接目视和测量已固化胶膜的厚度的方法，无需专业的设备和具有无损检测资质的人员进行操作，方法快捷简单，且可以直观的判断零件的胶接的质量，具有良好的实用及经济价值。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，其特征在于：在待胶接的钛合金大曲率与复材大曲率零件的胶接面分别涂刷脱模剂，然后进行胶接，待胶膜固化后，分离钛合金大曲率零件、复材大曲率零件和胶膜，并通过目测观察固化的胶膜判断零件胶接的质量。

2.根据权利要求1所述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：

步骤一：钛合金大曲率零件与复材大曲率零件的表面处理

分别对待胶接的钛合金大曲率零件和复材大曲率零件的胶接区域进行打磨处理并进行清洗处理，以备胶接；

步骤二：涂刷脱模剂

分别在表面处理后的待胶接的钛合金大曲率零件和复材大曲率零件的胶接区域涂刷脱模剂，并进行脱模剂干燥处理；

步骤三：胶接

分别在脱模剂干燥处理后的待胶接的钛合金大曲率零件和复材大曲率零件的胶接区域铺贴一层胶膜，并进行抽真空预压实，然后根据胶膜的固化制度进行固化将钛合金大曲率零件和复材大曲率零件胶接在一起；

步骤四：分离判断

将钛合金大曲率零件、复材大曲率零件和胶膜三者分离，通过目测观察固化的胶膜性状判断零件胶接的质量。

3.根据权利要求2所述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，其特征在于：步骤一中，所述打磨处理均为采用氧化铝砂纸打磨；其中，钛合金大曲率零件的胶接区域采用200目的氧化铝砂纸打磨，复材大曲率零件胶接区域采用120～220 目的氧化铝砂纸打磨。

4.根据权利要求2所述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，其特征在于：步骤一中，所述清洗处理均为采用工业丙酮清洗；其中钛合金大曲率零件的胶接区域用清洁的白色揩布或医用纱布沾工业丙酮对胶接区域清洗1～3遍，复材大曲率零件胶接区域用清洁的白色揩布或医用纱布沾工业丙酮洗待胶接表面至白色揩布或医用纱布上无纤维颜色。

5.根据权利要求2所述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，其特征在于：步骤二中，所述涂刷脱模剂均为采用浸透脱模剂的白色揩布或医用纱布擦拭钛合金大曲率零件或复材大曲率零件胶接区域的表面。

6.根据权利要求2或5所述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，其特征在于：步骤二中，所述涂刷脱模剂，钛合金大曲率零件和复材大曲率零件均为涂刷3～5遍。

7.根据权利要求6所述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，其特征在于：涂刷脱模剂时，钛合金大曲率零件和复材大曲率零件的表面温度均不低于16℃，且两层脱模剂之间间隔的干燥时间至少为15min。

8.根据权利要求2所述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，其特征在于：步骤三中，所述抽真空预压实的真空度至少为-60KPa，预压实的时间至少为5min。

9.根据权利要求2所述的判断钛合金与复材大曲率零件胶接质量的方法，其特征在于：步骤四中，所述目测观察固化的胶膜性状判断零件胶接的质量为观察固化的胶膜中是否存在气泡以及胶膜的厚度是否均匀。