CN118144286A - 一种用于复合材料胶接结构边缘的增强方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于复合材料胶接结构边缘的增强方法，涉及复合材料技术领域。包括以下步骤：确定复合材料胶接结构边缘的包布区域，采用防护材料对包布区域进行保护，并对包布区域的棱边进行打磨倒角，同时对包布区域的表面打磨粗化；配制胶粘剂，将玻璃布浸润胶粘剂；将胶粘剂刮涂于包布区域上，并粘贴浸润后的玻璃布，通过热风使胶粘剂升温，得到包裹玻璃布的复合材料；在包裹玻璃布的复合材料上铺叠可剥布，再封袋抽真空，进行固化处理；再去除固化处理后包裹玻璃布的复合材料上的辅助材料，进行表面修整，即完成对复合材料胶接结构边缘的增强。本申请的方法可确保固化后玻璃布表面平整、无皱褶和不贴合的状态，达到对胶接边缘的增强效果。
Description
技术领域
本申请涉及复合材料技术领域，特别涉及一种用于复合材料胶接结构边缘的增强方法。
背景技术
复合材料因其比强度高、抗疲劳性好、可设计性强等优点而广泛应用于航空、航天、兵器、船舶、交通、体育器材、基础建设等众多领域。在飞机蒙皮壁板、机翼中间梁、机身隔框、舱门和其他部件等通常会采用复合材料，但在飞机飞行过程中复合材料胶接结构边缘容易出现结构胶开裂的现象，导致湿气从胶接件边缘进入蜂窝芯区域，因此需要对复合材料胶接结构边缘进行增强以避免结构胶开裂。现有技术中通常采用在复合材料胶接结构边缘包裹玻璃布的方法来对胶接结构边缘进行增强，但在进行包裹玻璃布的过程中，又会出现固化后玻璃布与棱边不贴合进而出现泛白，以及表面不平整，出现气泡、皱褶等问题，从而在后续的加工过程中，导致玻璃布破损进而影响其性能。因此，本申请提出一种用于复合材料胶接结构边缘的增强方法。
发明内容
本申请的主要目的是提供一种用于复合材料胶接结构边缘的增强方法，旨在解决现有的复合材料胶接结构边缘包裹玻璃布容易出现泛白和表面不平整的技术问题。
为实现上述目的，本申请提出了一种用于复合材料胶接结构边缘的增强方法，包括以下步骤：
确定所述复合材料胶接结构边缘的包布区域，采用防护材料对所述包布区域进行保护，并对所述包布区域的棱边进行打磨倒角，同时对所述包布区域的表面打磨粗化；
配制胶粘剂，并将玻璃布浸润所述胶粘剂；
将所述胶粘剂刮涂于所述包布区域上，并粘贴浸润后的玻璃布，再通过热风使所述胶粘剂升温，得到包裹玻璃布的复合材料；
在所述包裹玻璃布的复合材料上铺叠可剥布，再封袋抽真空，进行固化处理；
再去除固化处理后包裹玻璃布的复合材料上的辅助材料，并进行表面修整，即完成对复合材料胶接结构边缘的增强。
可选地，所述采用防护材料对所述包布区域进行保护，并对所述包布区域的棱边进行打磨倒角的步骤，包括：
采用防护材料对所述包布区域的边缘进行保护，再采用120目的砂纸分别按照0°、45°、90°、135°的方向对所述包布区域的棱边进行打磨倒角，再采用120目的砂纸分别按照0°、45°、90°、135°的方向对所述包布区域的表面打磨粗化，再去除所述防护材料。
可选地，所述对所述包布区域的棱边进行打磨倒角的步骤后，还包括：
采用清洗剂对打磨后的包布区域进行擦洗，再对擦洗后的包布区域的边缘粘贴保护层。
可选地，所述配制胶粘剂，并将玻璃布浸润所述胶粘剂的步骤，包括：
配制胶粘剂并充分搅拌后，将玻璃布平铺于不透气隔离布上，在所述玻璃布上刮涂所述胶粘剂并使所述玻璃布浸润。
可选地，所述将所述胶粘剂刮涂于所述包布区域上，并粘贴浸润后的玻璃布，再通过热风使所述胶粘剂升温，得到包裹玻璃布的复合材料的步骤，包括：
将所述胶粘剂刮涂于所述包布区域上，并粘贴浸润后的玻璃布，同时将粘贴后的玻璃布中的气泡排出，并通过热风使所述胶粘剂升温，再去除所述包布区域周围多余的玻璃布，得到包裹玻璃布的复合材料。
可选地，所述封袋抽真空的步骤，包括：
将铺叠可剥布后的包裹玻璃布的复合材料置于真空袋中，并在所述复合材料上包裹玻璃布的区域外放置透气毡，并设置一对真空嘴，将所述真空袋理平后，进行抽真空。
可选地，所述封袋抽真空的步骤后，还包括：
将真空度抽至≤-0.85bar并稳定15min后，结束抽真空，开始进行捡漏，所述捡漏步骤的要求为：5min后真空度下降不超过0.04bar。
可选地，所述进行固化处理的步骤，包括：
将捡漏后的包裹玻璃布的复合材料置于烘箱中并在60℃-70℃下固化3.5h-4.5h，同时连接真空源进行抽真空。
可选地，所述去除固化处理后包裹玻璃布的复合材料上的辅助材料的步骤中，所述辅助材料包括所述真空袋和所述可剥布。
可选地，所述进行表面修整的步骤，包括：
采用保护材料对所述包裹玻璃布的复合材料的R区域进行保护，再采用240目的砂纸进行打磨，使所述玻璃布的台阶光滑过渡，再去除多余的所述胶粘剂。
本申请通过在复合材料胶接结构边缘包裹玻璃布的方法来对胶接结构边缘进行增强，首先对包布区域的棱边打磨倒角，可促使玻璃布更好地贴合在复合材料边缘结构表面，大大降低玻璃布与边缘结构不贴合的情况，而对胶接结构边缘的粘接表面打磨粗化，可以确保玻璃布与胶接结构边缘的粘接强度，不易在后续喷漆等操作状态下脱开，再将玻璃布浸润胶粘剂，保证有足够量的胶液，并能够将胶接结构边缘表面浸润，再通过热风使胶粘剂升温，提高了胶粘剂的流动性，进而提高胶粘剂与玻璃布的浸润性，使得玻璃布能够被完全浸润，再通过在玻璃布表面铺叠一层可剥布，在固化后再撕去可剥布，使得玻璃布表面平整无大量积胶，提高了固化后包裹玻璃布的表面平整度，通过封装真空袋并在固化过程中保持抽真空，可以进一步减少表面不平整、皱褶等问题。本申请在复合材料胶接结构边缘包裹玻璃布后，可确保固化后玻璃布表面平整、无皱褶、无泛白和未贴紧的状态，避免了玻璃布在后续的加工过程中的破损，从而达到对复合材料胶接结构边缘进行增强的效果，以避免结构胶的开裂，使得复合材料胶接结构能够满足表面质量的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本申请实施例1所述的复合材料胶接结构边缘包裹玻璃布的示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
针对现有技术所存在的技术问题，本申请的实施例提供了一种用于复合材料胶接结构边缘的增强方法，包括以下步骤：
确定所述复合材料胶接结构边缘的包布区域，采用防护材料对所述包布区域进行保护，并对所述包布区域的棱边进行打磨倒角，同时对所述包布区域的表面打磨粗化；
配制胶粘剂，并将玻璃布浸润所述胶粘剂；
将所述胶粘剂刮涂于所述包布区域上，并粘贴浸润后的玻璃布，再通过热风使所述胶粘剂升温，得到包裹玻璃布的复合材料；
在所述包裹玻璃布的复合材料上铺叠可剥布，再封袋抽真空，进行固化处理；
再去除固化处理后包裹玻璃布的复合材料上的辅助材料，并进行表面修整，即完成对复合材料胶接结构边缘的增强。
本申请通过在复合材料胶接结构边缘包裹玻璃布的方法来对胶接结构边缘进行增强，首先对包布区域的棱边打磨倒角，可促使玻璃布更好地贴合在复合材料边缘结构表面，大大降低玻璃布与边缘结构不贴合的情况，而对胶接结构边缘的粘接表面打磨粗化，可以确保玻璃布与胶接结构边缘的粘接强度，不易在后续喷漆等操作状态下脱开，再将玻璃布浸润胶粘剂，保证有足够量的胶液，并能够将胶接结构边缘表面浸润，再通过热风使胶粘剂升温，提高了胶粘剂的流动性，进而提高胶粘剂与玻璃布的浸润性，使得玻璃布能够被完全浸润，再通过在玻璃布表面铺叠一层可剥布，在固化后再撕去可剥布，使得玻璃布表面平整无大量积胶，提高了固化后包裹玻璃布的表面平整度，通过封装真空袋并在固化过程中保持抽真空，可以进一步减少表面不平整、皱褶等问题。本申请在复合材料胶接结构边缘包裹玻璃布后，可确保固化后玻璃布表面平整、无皱褶、无泛白和未贴紧的状态，避免了玻璃布在后续的加工过程中的破损，从而达到对复合材料胶接结构边缘进行增强的效果，以避免结构胶的开裂，使得复合材料胶接结构能够满足表面质量的要求。
作为本申请的一种可实施方式，所述采用防护材料对所述包布区域进行保护，并对所述包布区域的棱边进行打磨倒角的步骤，包括：
采用防护材料对所述包布区域的边缘进行保护，再采用120目的砂纸分别按照0°、45°、90°、135°的方向对所述包布区域的棱边进行打磨倒角，再采用120目的砂纸分别按照0°、45°、90°、135°的方向对所述包布区域的表面打磨粗化，再去除所述防护材料。
具体的，防护材料可以选择带胶脱模布、胶带或牛皮纸，对包布区域的边缘进行保护，可避免对包布区域进打磨时打磨过度，通过120目的砂纸按照0°、45°、90°、135°的方向分别对包布区域的棱边进行打磨倒角，可促使后续玻璃布在粘贴时出现棱边不贴合，进而导致泛白的问题，再按照0°、45°、90°、135°的方向对包布区域的表面打磨粗化，可使粘结表面具有一定的平整度，进而增强玻璃布与复合材料边缘的粘接强度，避免玻璃布在后续加工过程中的脱落。
在具体实施过程中，可采用吹砂的方式对包布区域的表面进行打磨粗化。
作为本申请的一种可实施方式，所述对所述包布区域的棱边进行打磨倒角的步骤后，还包括：
采用清洗剂对打磨后的包布区域进行擦洗，再对擦洗后的包布区域的边缘粘贴保护层。
在具体实施过程中，清洗剂可选择丙酮，擦洗时，采用干净的本色平纹布或无尘擦拭布浸润清洗剂丙酮，顺一个方向擦洗包布区域表面，并在丙酮未挥发前用清洁的干擦布擦干，更换干净的擦布进行第二次擦洗，直至白色的擦布上见不到污色为止，再用钢板尺测量包布区域，在包布区域周边贴带胶脱模布或胶带作为保护层。
作为本申请的一种可实施方式，所述配制胶粘剂，并将玻璃布浸润所述胶粘剂的步骤，包括：
配制胶粘剂并充分搅拌后，将玻璃布平铺于不透气隔离布上，在所述玻璃布上刮涂所述胶粘剂并使所述玻璃布浸润。
通过将玻璃布平铺于不透气隔离布上，再刮涂胶粘剂，可使玻璃布全部浸润胶粘剂，从而保证玻璃布的平整，不会出现发白的问题。
作为本申请的一种可实施方式，所述将所述胶粘剂刮涂于所述包布区域上，并粘贴浸润后的玻璃布，再通过热风使所述胶粘剂升温，得到包裹玻璃布的复合材料的步骤，包括：
将所述胶粘剂刮涂于所述包布区域上，并粘贴浸润后的玻璃布，同时将粘贴后的玻璃布中的气泡排出，并通过热风使所述胶粘剂升温，再去除所述包布区域周围多余的玻璃布，得到包裹玻璃布的复合材料。
在具体实施过程中，将胶粘剂刮涂于包布区域上，可保证有足够量的胶粘剂，并能够将边缘结构表面浸润，且通过对玻璃布排气泡，可将胶粘剂中的气泡排出，使得玻璃布表面平整无大量积胶，而胶粘剂温度升高后，流动性会增强，从而进一步提高了胶粘剂与玻璃布的浸润性，使得玻璃布能够完全浸润。
作为本申请的一种可实施方式，所述封袋抽真空的步骤，包括：
将铺叠可剥布后的包裹玻璃布的复合材料置于真空袋中，并在所述复合材料上包裹玻璃布的区域外放置透气毡，并设置一对真空嘴，将所述真空袋理平后，进行抽真空。
在具体实施过程中，将真空袋理平时，可从棱边区域往里抹平，并且棱边区域无任何皱褶，可减少固化后玻璃布表面的不平整、皱褶等问题。
作为本申请的一种可实施方式，所述封袋抽真空的步骤后，还包括：
将真空度抽至≤-0.85bar并稳定15min后，结束抽真空，开始进行捡漏，所述捡漏步骤的要求为：5min后真空度下降不超过0.04bar。
通过捡漏可检测真空袋中包裹玻璃布的复合材料的是否出现漏气，真空度能否达到要求，从而保证后续进行固化时，玻璃布能够与复合材料更好的贴合。
作为本申请的一种可实施方式，所述进行固化处理的步骤，包括：
将捡漏后的包裹玻璃布的复合材料置于烘箱中并在60℃-70℃下固化3.5h-4.5h，同时连接真空源进行抽真空。
具体的，在进行捡漏时断开的真空源，在进入烘箱后需重新连接真空源，保证包裹玻璃布的复合材料进入烘箱后保持真空状态，可提高复合材料包裹的玻璃布表面的平整度。
作为本申请的一种可实施方式，所述去除固化处理后包裹玻璃布的复合材料上的辅助材料的步骤中，所述辅助材料包括所述真空袋和所述可剥布。
作为本申请的一种可实施方式，所述进行表面修整的步骤，包括：
采用保护材料对所述包裹玻璃布的复合材料的R区域进行保护，再采用240目的砂纸进行打磨，使所述玻璃布的台阶光滑过渡，再去除多余的所述胶粘剂。
通过对包裹玻璃布的复合材料的R区域进行保护后，再采用240目的砂纸进行打磨，可降低复合材料包裹玻璃布的表面的粗糙度，使包裹玻璃布后的边缘结构表面能够满足表面质量的要求。
下面结合具体实施例对本申请上述技术方案进行详细说明。
实施例1
一种用于复合材料胶接结构边缘的增强方法，包括以下步骤：
如图1所示，采用钢板尺测量飞机腹鳍胶接结构后缘的包布区域，采用胶脱模布对包布区域的边缘进行保护，再采用120目的砂纸对包布区域边缘结构棱边上蒙皮和下蒙皮的直角进行打磨倒角至R＝0.5，上蒙皮和下蒙皮之间填充有结构胶粘剂，再采用120目的砂纸对包布区域表面进行打磨，打磨时均为分别按照0°、45°、90°、135°的方向进行打磨，再去除胶脱模布；
将干净的擦拭布浸润丙酮后，再按照一个方向对打磨后的包布区域进行擦洗，并在丙酮未挥发前用清洁的干擦布擦干，更换干净的擦拭布进行第二次擦洗，直至擦拭布上无污色为止，再对擦洗后的包布区域的边缘粘贴胶带进行保护；
配制DG-3胶粘剂并充分搅拌后，将玻璃布平铺于不透气隔离布上，在所述玻璃布上刮涂DG-3胶粘剂并使玻璃布浸润，保证玻璃布不发白；
将DG-3胶粘剂刮涂于所述包布区域上，并粘贴浸润后的玻璃布，同时将粘贴后的玻璃布中的气泡排出，并通过热风使DG-3胶粘剂升温至40℃，再去除包布区域周围多余的玻璃布，得到包裹玻璃布的复合材料；
在包裹玻璃布的复合材料上铺叠可剥布R85PA66，再将铺叠可剥布R85PA66后的包裹玻璃布的复合材料置于真空袋中，并在复合材料上包裹玻璃布的区域外放置透气毡，并设置一对真空嘴，将真空袋理平，并从棱边区域往里面抹平，使棱边区域无任何皱褶后，进行抽真空；
将真空度抽至≤-0.85bar并稳定15min后，结束抽真空，开始进行捡漏，所述捡漏步骤的要求为：5min后真空度下降不超过0.04bar；
将抽真空后的包裹玻璃布的复合材料置于烘箱中并在65℃下固化4h，同时连接真空源进行抽真空，再去除真空袋和可剥布，并采用保护材料对所述包裹玻璃布的复合材料的R区域进行保护，再采用240目的砂纸进行打磨，使所述玻璃布的台阶光滑过渡，再去除多余的所述胶粘剂，即完成对复合材料胶接结构边缘的增强。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的发明构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于复合材料胶接结构边缘的增强方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定所述复合材料胶接结构边缘的包布区域，采用防护材料对所述包布区域进行保护，并对所述包布区域的棱边进行打磨倒角，同时对所述包布区域的表面打磨粗化；
配制胶粘剂，并将玻璃布浸润所述胶粘剂；
将所述胶粘剂刮涂于所述包布区域上，并粘贴浸润后的玻璃布，再通过热风使所述胶粘剂升温，得到包裹玻璃布的复合材料；
在所述包裹玻璃布的复合材料上铺叠可剥布，再封袋抽真空，进行固化处理；
再去除固化处理后包裹玻璃布的复合材料上的辅助材料，并进行表面修整，即完成对复合材料胶接结构边缘的增强。
2.根据权利要求1所述的用于复合材料胶接结构边缘的增强方法，其特征在于，所述采用防护材料对所述包布区域进行保护，并对所述包布区域的棱边进行打磨倒角的步骤，包括：
采用防护材料对所述包布区域的边缘进行保护，再采用120目的砂纸分别按照0°、45°、90°、135°的方向对所述包布区域的棱边进行打磨倒角，再采用120目的砂纸分别按照0°、45°、90°、135°的方向对所述包布区域的表面打磨粗化，再去除所述防护材料。
3.根据权利要求2所述的用于复合材料胶接结构边缘的增强方法，其特征在于，所述对所述包布区域的棱边进行打磨倒角的步骤后，还包括：
采用清洗剂对打磨后的包布区域进行擦洗，再对擦洗后的包布区域的边缘粘贴保护层。
4.根据权利要求1所述的用于复合材料胶接结构边缘的增强方法，其特征在于，所述配制胶粘剂，并将玻璃布浸润所述胶粘剂的步骤，包括：
配制胶粘剂并充分搅拌后，将玻璃布平铺于不透气隔离布上，在所述玻璃布上刮涂所述胶粘剂并使所述玻璃布浸润。
5.根据权利要求1所述的用于复合材料胶接结构边缘的增强方法，其特征在于，所述将所述胶粘剂刮涂于所述包布区域上，并粘贴浸润后的玻璃布，再通过热风使所述胶粘剂升温，得到包裹玻璃布的复合材料的步骤，包括：
将所述胶粘剂刮涂于所述包布区域上，并粘贴浸润后的玻璃布，同时将粘贴后的玻璃布中的气泡排出，并通过热风使所述胶粘剂升温，再去除所述包布区域周围多余的玻璃布，得到包裹玻璃布的复合材料。
6.根据权利要求1所述的用于复合材料胶接结构边缘的增强方法，其特征在于，所述封袋抽真空的步骤，包括：
将铺叠可剥布后的包裹玻璃布的复合材料置于真空袋中，并在所述复合材料上包裹玻璃布的区域外放置透气毡，并设置一对真空嘴，将所述真空袋理平后，进行抽真空。
7.根据权利要求6所述的用于复合材料胶接结构边缘的增强方法，其特征在于，所述封袋抽真空的步骤后，还包括：
将真空度抽至≤-0.85bar并稳定15min后，结束抽真空，开始进行捡漏，所述捡漏步骤的要求为：5min后真空度下降不超过0.04bar。
8.根据权利要求7所述的用于复合材料胶接结构边缘的增强方法，其特征在于，所述进行固化处理的步骤，包括：
将捡漏后的包裹玻璃布的复合材料置于烘箱中并在60℃-70℃下固化3.5h-4.5h，同时连接真空源进行抽真空。
9.根据权利要求6所述的用于复合材料胶接结构边缘的增强方法，其特征在于，所述去除固化处理后包裹玻璃布的复合材料上的辅助材料的步骤中，所述辅助材料包括所述真空袋和所述可剥布。
10.根据权利要求1所述的用于复合材料胶接结构边缘的增强方法，其特征在于，所述进行表面修整的步骤，包括：
采用保护材料对所述包裹玻璃布的复合材料的R区域进行保护，再采用240目的砂纸进行打磨，使所述玻璃布的台阶光滑过渡，再去除多余的所述胶粘剂。
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