RU2391208C1

RU2391208C1 - Method jointing cellular filler with coverings

Info

Publication number: RU2391208C1
Application number: RU2009111567/12A
Authority: RU
Inventors: Олег Евгеньевич Котов (RU); Олег Евгеньевич Котов; Петр Александрович Абрамов (RU); Петр Александрович Абрамов
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-06-10

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to method of jointing coverings with cellular filler in three-layer panels and can be used in aircraft engineering, ship building and other machine building branches. Proposed method comprises applying adhesive composition on faces of cellular filler, assembling coverings and cellular filler and their jointing together at increased temperature and permanent magnetic field effects. Note here that ferromagnetic powder is preliminary added into adhesive composition in amount of 5-10% by weight of adhesive composition weight, while permanent magnetic field intensity makes 300-500 "¡". ^ EFFECT: higher strength of joint, hence, higher reliability of articles in operation. ^ 2 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии изготовления многослойных конструкций, а именно к способам соединения обшивок с сотовым заполнителем в трехслойных панелях, и может найти применение в авиационной, судостроительной и других отраслях машиностроения.The invention relates to the technology of manufacturing multilayer structures, and in particular to methods of connecting the skin with honeycomb in three-layer panels, and can find application in aviation, shipbuilding and other engineering industries.

Известен способ изготовления трехслойной панели с сотовым заполнителем, заключающийся в том, что сотовый заполнитель заполняется пенополиуретановой композицией, содержащей ориентированные упругие волокна из неэлектропроводного ворса. После полимеризации сотовый пакет механически обрабатывают, оставляя технологический припуск, который разрыхляют механически и растворяют органическим растворителем, освобождая упругий ворс. Затем к этому сотовому пакету приклеивают обшивки, обеспечивая таким образом прочное соединение пакета с обшивками (патент РФ №2220849).A known method of manufacturing a three-layer panel with a honeycomb core, which consists in the fact that the honeycomb core is filled with a polyurethane foam composition containing oriented elastic fibers from a non-conductive pile. After polymerization, the honeycomb bag is mechanically treated, leaving a technological allowance, which is loosened mechanically and dissolved with an organic solvent, freeing elastic pile. Then, claddings are glued to this honeycomb bag, thus providing a strong connection of the bag with the claddings (RF patent No. 2220849).

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость и сложность в применении.The disadvantage of this method is the high complexity and complexity in use.

Известен способ приклейки к сотовому заполнителю обшивок с использованием предварительно уложенного на сотовый заполнитель вспенивающегося клеевого слоя (WO 2006080835).A known method of gluing cladding to a honeycomb core using a foaming adhesive layer previously laid on the honeycomb core (WO 2006080835).

Недостатком известного способа является невысокая прочность соединения обшивок с сотовым заполнителем, т.к. образующиеся галтели из вспененного клея обладают невысокой прочностью.The disadvantage of this method is the low strength of the connection of the skin with honeycomb, because the resulting fillets of foamed glue have low strength.

Известен способ приклейки обшивок к сотовому заполнителю, при котором на сотовый заполнитель наносят валками клейкую массу, вдавливая ее в сотовый заполнитель на небольшую глубину(патент Японии №9254284).A known method of gluing skins to a honeycomb core, in which an adhesive mass is applied to the honeycomb core by rolls, pressing it into the honeycomb core to a shallow depth (Japanese Patent No. 9254284).

Недостатком этого способа является низкая прочность соединения верхней обшивки с сотовым заполнителем, что объясняется тем, что при нагреве с верхней части сотового заполнителя будет стекать разогретый клей, не образуя с верхней обшивкой соединения.The disadvantage of this method is the low strength of the connection between the upper skin and the honeycomb core, which is explained by the fact that when heated, heated glue will flow from the top of the honeycomb core without forming a joint with the upper skin.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемому изобретению, принятому за прототип, является способ соединения сотового заполнителя с обшивками, включающий нанесение клеевой композиции на торцы сотового заполнителя для образования наплывов, отверждение наплывов, последующее нанесение на торцы сотового заполнителя той же клеевой композиции, сборку обшивок и сотового заполнителя и склеивания их при повышенной температуре. При этом склеивание сотового заполнителя и обшивок осуществляют под действием постоянного магнитного поля напряженностью 1200-1350 Э. С целью снижения массы конструкции в клеевую композицию добавляют 30-35 мас.ч. легкого пустотелого заполнителя (авт. св. СССР №1270014).The closest in technical essence and purpose to the proposed invention adopted as a prototype is a method of joining a honeycomb core with skins, including applying an adhesive composition to the ends of the honeycomb core to form sagging, curing the sagging, then applying the same adhesive composition to the ends of the honeycomb core, assembly skin and honeycomb core and gluing them at elevated temperatures. In this case, the bonding of the honeycomb core and skin is carried out under the influence of a constant magnetic field with a strength of 1200-1350 E. In order to reduce the mass of the structure, 30-35 parts by weight are added to the adhesive composition light hollow aggregate (ed. St. USSR No. 1270014).

Недостатком способа-прототипа является недостаточно высокая прочность соединения обшивок с торцами сотового заполнителя, т.к. связующее и (или) заполнитель в связующем в очень слабой степени подвержены воздействию магнитного поля, что приводит к недостаточно высокой прочности склеивания обшивок с торцами сотового заполнителя.The disadvantage of the prototype method is the insufficiently high strength of the connection of the skin with the ends of the honeycomb core, because the binder and (or) the aggregate in the binder are very weakly affected by the magnetic field, which leads to insufficiently high bonding strength of the skin with the ends of the honeycomb core.

Технической задачей изобретения является создание способа, позволяющего повысить прочность соединения обшивок с сотовым заполнителем, что обеспечивает надежность конструкции трехслойной панели.An object of the invention is to provide a method to increase the strength of the connection of the skin with the honeycomb core, which ensures the reliability of the design of the three-layer panel.

Для решения поставленной задачи предложен способ соединения сотового заполнителя с обшивками, включающий нанесение клеевой композиции на торцы сотового заполнителя, сборку обшивок и сотового заполнителя и соединение их при повышенной температуре под воздействием постоянного магнитного поля, отличающийся тем, что перед нанесением клеевой композиции в ее состав вводят ферромагнитный порошок в количестве 5-10% от массы клеевой композиции, а величина постоянного магнитного поля составляет 300-500 Э.To solve this problem, a method is proposed for connecting the honeycomb core with the skin, including applying an adhesive composition to the ends of the honeycomb core, assembling the skin and the honeycomb core and connecting them at an elevated temperature under the influence of a constant magnetic field, characterized in that they are introduced into the composition before applying the adhesive composition ferromagnetic powder in an amount of 5-10% by weight of the adhesive composition, and the magnitude of the constant magnetic field is 300-500 E.

Предлагаемый способ соединения основан на том, что в ферромагнитном порошке, находящемся в магнитном поле, образуется собственное магнитное поле с противоположной полярностью. Действие внешнего магнитного поля на ферромагнитный порошок приводит к тому, что он притягивается к источнику магнитного поля, в котором он находится. При этом частицы ферромагнитного порошка увлекают с собой и клеевую композицию, которая в свою очередь образует клеевой шов, посредством которого приклеивается обшивка к сотовому заполнителю. Клеевой шов зависит от количества внесенного в клеевую композицию ферромагнитного порошка и величины магнитного поля и легко регулируется изменением соотношения количества внесенного в клеевую композицию ферромагнитного порошка и величины магнитного поля.The proposed connection method is based on the fact that in a ferromagnetic powder located in a magnetic field, its own magnetic field with opposite polarity is formed. The action of an external magnetic field on a ferromagnetic powder leads to the fact that it is attracted to the source of the magnetic field in which it is located. In this case, the particles of the ferromagnetic powder carry with them the adhesive composition, which in turn forms an adhesive seam, by means of which the lining is glued to the honeycomb core. The adhesive joint depends on the amount of ferromagnetic powder added to the adhesive composition and the magnetic field and is easily adjusted by changing the ratio of the amount of ferromagnetic powder added to the adhesive composition and the magnetic field.

Выбранные параметры - количество внесенного в клеевую композицию ферромагнитного порошка (5-10 мас.%) и величины магнитного поля (300-500 Э) определялись эмпирическим путем, исходя из достижения наибольшей прочности склеиваемого соединения.The selected parameters — the amount of ferromagnetic powder (5–10 wt.%) Introduced into the adhesive composition and the magnetic field (300–500 E) were determined empirically based on the achievement of the greatest strength of the bonded joint.

Примеры осуществления способаExamples of the method

Пример 1. Обшивки, изготовленные из 5 слоев стеклоткани Т-10 (ТУ 6-48-118-95), приклеивали к сотовому заполнителю, изготовленному из стеклоткани марки Т-24(II), (ТУ РБ 5780349-026), клея БФ-2 (ГОСТ 12172) и бакелитового лака ЛБС-1(ГОСТ 901). Сторона ячейки сотового заполнителя составляла 4,2 мм, высота 10 мм.Example 1. Casing made of 5 layers of T-10 fiberglass (TU 6-48-118-95) was glued to a honeycomb core made of T-24 (II) fiberglass (TU RB 5780349-026), BF glue -2 (GOST 12172) and LBS-1 bakelite varnish (GOST 901). The side of the honeycomb core was 4.2 mm, height 10 mm.

Клеевая композиция имела следующий состав, мас.ч.: смола ЭД 20-100 ч, дибутилфталат 20 ч, ПЭПА - 10 ч.The adhesive composition had the following composition, parts by weight: ED resin 20-100 hours, dibutyl phthalate 20 hours, PEPA - 10 hours

В клеевую композицию добавляли ферромагнитный порошок, полученный из стали СТ-3 (ГОСТ 380-94), в количестве 5-10 мас.%. Затем клеевую композицию с добавленным ферромагнитным порошком перемешивали до получения однородной композиции и валиком наносили на торцы сотового заполнителя, производили сборку сотового заполнителя с обшивками. Затем собранный с обшивками сотовый заполнитель обрабатывали магнитным полем в пределах 300-500 Э.In the adhesive composition was added a ferromagnetic powder obtained from ST-3 steel (GOST 380-94), in an amount of 5-10 wt.%. Then, the adhesive composition with the added ferromagnetic powder was mixed until a homogeneous composition was obtained and applied onto the ends of the honeycomb core using a roller, and the honeycomb core with lining was assembled. Then, the honeycomb core assembled with skin was treated with a magnetic field in the range of 300–500 E.

После проведения процесса соединения при температуре ~ 80°C из полученной 3-слойной панели вырезались образцы диаметром 60 мм для проведения испытаний на отрыв.After the joining process was carried out at a temperature of ~ 80 ° C, samples with a diameter of 60 mm were cut from the obtained 3-layer panel for peeling tests.

Испытания на отрыв проводили по ОСТ 90069-72 «Клеи. Метод определения прочности при отрыве клеевого заполнителя с обшивкой».Detachment tests were carried out according to OST 90069-72 “Adhesives. The method for determining the strength at separation of the adhesive filler with sheathing. "

Пример 2 - по способу-прототипу.Example 2 - by the prototype method.

Применяемые материалы, в том числе и состав клеевой композиции использовали те же, что и в примере 1 (кроме добавления ферромагнитного порошка), а параметры изготовления использовали, указанные в способе-прототипе. Величина магнитного поля, накладываемого на формуемую трехслойную панель составила около 1300 Э. Определенная прочность на отрыв составила ~ 3,9-4,0 МПа, что примерно на 20% меньше, чем по предлагаемому способу.The materials used, including the composition of the adhesive composition, were used the same as in example 1 (except for the addition of ferromagnetic powder), and the manufacturing parameters were used specified in the prototype method. The magnitude of the magnetic field superimposed on the moldable three-layer panel was about 1300 Oe. The defined tensile strength was ~ 3.9-4.0 MPa, which is about 20% less than by the proposed method.

Результаты испытаний с использованием разных количеств ферромагнитного порошка при разных напряженностях магнитного поля приведены в таблице.The test results using different amounts of ferromagnetic powder at different magnetic intensities are shown in the table.

Данные, приведенные в таблице, показывают, что предложенный способ соединения сотового заполнителя с обшивками позволяет повысить прочность трехслойных конструкций и соответственно повысить надежность готовых изделий при эксплуатации.The data given in the table show that the proposed method for connecting the honeycomb core with the skin can increase the strength of three-layer structures and, accordingly, increase the reliability of finished products during operation.

ТаблицаTable № образцаSample No. Содержание ферромагнитного порошка мас.%The content of ferromagnetic powder wt.% Напряженность магнитного поля, ЭMagnetic field strength, e Прочность на отрыв, МПаPeel strength, MPa 1one 55 300300 5,05,0 22 77 400400 5,25.2 33 1010 500500 5,15.1 4four микросферы 30microspheres 30 13001300 3,93.9

Claims

A method of connecting a honeycomb core with casing, including applying an adhesive composition to the ends of the honeycomb core, assembling the casing and honeycomb core and connecting them at an elevated temperature under the influence of a constant magnetic field, characterized in that before applying the adhesive composition, 5 ferromagnetic powder is introduced into its composition -10% by weight of the adhesive composition, and the magnitude of the constant magnetic field is 300-500 E.