检验粘结的质量的方法技术

本发明专利技术涉及检验粘结的质量的方法。评估第一复合零件和第二复合零件之间粘结的粘结质量的方法可包括将指示膜粘结到第一复合零件。指示膜可包含以图案排列并且键合到位于粒子区域内的聚合物链的NDI‑可检测粒子。在将指示膜粘结到第一复合零件期间，聚合物链和粒子可以是静止的。方法可另外地包括沿着组装粘结层粘结第一复合零件和第二复合零件，在此期间指示膜中的粒子与聚合物链一起迁移。方法还可包括通过沿着与组装粘结层的平面方向局部正交的方向观察粒子的外观，进行对组装粘结层的NDI‑检查，以及基于平面方向上的粒子密度确定组装粘结层的粘结质量。

Method for checking the quality of bonding

The present invention relates to a method for checking the quality of bonding. A method of evaluating bonding quality between the first composite parts and the second composite parts may include bonding the indicator film to the first composite parts. The indicator film can contain a pattern arranged and bonded to the polymer chain in the particle region NDI particle detection. When bonding the indicator film to the first composite part, the polymer chains and particles can be stationary. The method may additionally include bonding the first composite parts and the second composite parts along the assembled adhesive layer, in which the particles in the film are transferred together with the polymer chain. The method can also include the along plane direction and assembly of the bonding layer in the direction orthogonal to the local observation of particle appearance, NDI check the assembly bonding layer, and the bonding quality of the bonding layer is determined based on the assembly plane direction of the particle density.

【技术实现步骤摘要】
检验粘结的质量的方法
本公开大体涉及结构组件，并且更具体地，涉及检验复合零件之间的粘结的质量的方法。
技术介绍
制造结构组件可涉及沿粘结层将两个或更多的复合零件粘结在一起。对于初级结构，制造过程的一部分可包括在将结构组件投入使用之前验证复合零件之间的粘结的质量。验证粘结质量的过程可包括确定粘结是否是能够承载设计载荷的机械坚固的粘结还是非结构性弱粘结(kissingbond)，在非结构性弱粘结中复合零件彼此紧密接触，但是不完全粘结到彼此，使得粘结可不适合承载设计载荷。非破坏性检查是允许在将结构投入使用之前检查结构的技术。遗憾的是，常规的非破坏性检查技术不能够区分机械坚固的粘结和非结构性的弱粘结。如果结构组件中的粘结质量不能通过非破坏性检查来验证，则可需要在粘结层中安装次级机械紧固件，以确保粘结层能够承载设计载荷。遗憾的是，在粘结层中安装机械紧固件增加了结构组件的成本、重量和制造时间。破坏性测试可提供用于区分机械坚固的粘结和非结构性的弱粘结的手段。然而，破坏性测试不可用在旨在投入使用的结构上。在一些情况下，可与在用版本并行地制造结构的测试版本，并且测试版本可以被测试为出故障，作为确认在用版本中的粘结是机械坚固的手段。还可通过统计分析来保持质量控制，以确认结构中的粘结是机械坚固的。遗憾的是，统计分析或对结构的测试版本的并行制造和破坏性测试的使用增加了生产程序的成本、复杂性和日程。可以看出，本领域存在对一种非破坏性地检验复合零件之间的粘结质量的方法的需要。
技术实现思路
通过本公开具体解决和减轻了与检验复合零件之间的粘结质量相关联的上述需求，本公开提供了一种评估结构组件的第一复合零件和第二复合零件之间粘结的粘结质量的方法。方法可包括将指示膜粘结到第一复合零件。指示膜可包含以图案排列并且键合到位于指示膜的粒子区域内的聚合物链的NDI-可检测粒子。在将指示膜粘结到第一复合零件期间，聚合物链和粒子可以是静止的。方法可另外地包括沿着组装粘结层粘结第一复合零件和第二复合零件，在此期间指示膜中的粒子与聚合物链一起迁移。方法还可包括组装粘结层的NDI-检查，以沿着与组装粘结层的平面方向局部正交的方向观察粒子的外观，以及基于平面方向上的粒子密度确定组装粘结层的粘结质量。在另外的实施例中，公开了评估第一复合零件和第二复合零件之间粘结的粘结质量的方法。方法可包括将指示膜粘结到第一复合零件，以及将指示膜粘结到第二复合零件。指示膜中的每一个指示膜可由聚合物链组成。另外，指示膜中的每一个可包含以粒子区域的图案排列并且键合到位于粒子区域内的聚合物链的NDI-可检测粒子，以限定标记的聚合物链。在将指示膜粘结到第一复合零件和第二复合零件期间，标记的聚合物链和粒子可以是静止的。方法可另外地包括将第一复合零件配合到第二复合零件，使得指示膜沿着组装粘结层处于彼此接触的关系。另外，方法可包括沿着组装粘结层将第一复合零件粘结到第二复合零件，在此期间指示膜中的粒子与标记的聚合物链一起迁移。方法可还包括通过沿与组装粘结层的平面方向局部正交的方向观察粒子的外观，使用非破坏性检查(NDI)技术来检查组装粘结层。此外，方法可包括基于平面方向上的粒子密度，确定组装粘结层的粘结质量。在另外的实施例中，公开了评估第一复合零件和第二复合零件之间粘结的粘结质量的方法。方法可包括将多层式指示膜粘结到第一复合零件。多层式指示膜可包括零件(part)粘合剂层和通过不溶性层熔凝在一起的组装粘合剂层。组装粘合剂层由聚合物链组成并且包含以粒子区域的图案排列的粒子。粒子可键合到位于粒子区域内的聚合物链，以限定标记的聚合物链。粒子可通过非破坏性检查来检测。在将零件粘合剂层粘结到第一复合零件期间，标记的聚合物链和粒子可以是静止的(非迁移的)。方法可还包括将第一复合零件施加到第二复合零件，使得第一复合零件的指示膜的组装粘合剂层沿着组装粘结层与第二复合零件处于接触关系。另外，方法可包括沿着组装粘结层将第一复合零件粘结到第二复合零件，在此期间，组装粘合剂层中的粒子与标记的聚合物链一起迁移。此外，方法可包括通过沿与组装粘结层的平面方向局部正交的方向观察粒子的外观，使用非破坏性检查(NDI)技术来检查组装粘结层。方法还可包括基于平面方向上的粒子密度，确定组装粘结层的粘结质量。已经讨论的特征、功能和优点能够在本公开的各种实施例中独立地实现或者可以结合在其它实施例中，参考下面的描述和附图可看出其进一步的细节。附图说明参考附图时，本公开的这些和其它特征将变得更明显，其中同样的附图标记始终指同样的零件，并且其中：图1是包括第一复合零件、第二复合零件和指示膜的结构组件的示例的分解图；图2是具有排列在以图案形式形成的粒子区域中的粒子的指示膜的示例的顶视图；图3是沿图2的线3截取的指示膜的剖视图，并且示出键合到指示膜的聚合物链的粒子区域中的粒子，并形成标记的聚合物链；图4是指示膜和第一复合零件的分解图；图5是在热和压实压力下指示膜与第一复合零件的粘结的侧视图；图6是具有粘结到一个侧面的指示膜的第一复合零件的透视图；图7是第一复合零件和第二复合零件的分解图；图8是沿在指示膜和第二复合零件之间的界面处的组装粘结层将第一复合零件粘结到第二复合零件的侧视图；图9是沿组装粘结层粘结到第二复合零件的第一复合零件的透视图；图10是结构组件的侧视图，并且示出检查组装粘结层的粘结质量的非破坏性检查(NDI)设备。图11是具有可被包括在评估第一复合零件和第二复合零件之间粘结的粘结质量的方法中的一个或更多个操作的流程图；图12是结构组件的组装粘结层的NDI图像的顶视图，其示出在用于将第一复合零件粘结到第二复合零件的热循环(例如，加热)之前组装粘结层中的粒子的图案的示例；图13是沿图12的线13截取的结构组件的剖视图，并且示出在将第一复合零件粘结到第二复合零件之前指示膜中的粒子的图案；图14是沿图13的线14截取的组装粘结层的一部分的放大视图，并且示出键合到第一复合零件的第一聚合物链(例如，标记的聚合物链)的粒子区域中的粒子，并且示出第二复合零件的第二聚合物链；图15是在将第一复合零件粘结到第二复合零件的过程期间的热循环(例如，加热)期间的图12的组装粘结层的NDI图像的顶视图；图16是沿图15的线16截取的剖视图，并且示出粘结过程期间的粒子图案和热应用。图17是沿图16的线17截取的组装粘结层的一部分的放大视图，并且示出聚合物链在平面方向和全厚度方向上的迁移；图18是在粘结过程的热循环结束时图12的组装粘结层的NDI图像的顶视图，并且示出贯穿组装粘结层的平面方向上基本均匀的粒子密度，并且表示机械坚固的粘结；图19是沿图18的线19截取的剖视图，并且示出贯穿组装粘结层的全厚度方向上基本均匀的粒子密度；图20是沿图19的线20截取的组装粘结层的一部分的放大视图，并且示出具有第一复合零件的标记的聚合物链的粒子到第二复合零件中的迁移和渗透，以及第二复合零件的聚合物链到第一复合零件中的迁移和渗透。图21是在热循环结束时组装粘结层的NDI图像的顶视图，并且示出由原始粒子图案的存在表示的平面方向上非均匀的粒子密度；图22是沿图21的线22截取的剖视图，并且示出全厚度方向上非均匀的粒子密度；图23是沿图22的线23截取的组装粘结层的一部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评估结构组件的第一复合零件和第二复合零件之间粘结的粘结质量的方法，其包括以下步骤：将指示膜粘结到第一复合零件，所述指示膜由聚合物链组成并且包含以粒子区域的图案排列的粒子，所述粒子键合到位于所述粒子区域内的所述聚合物链以限定标记的聚合物链，并且可通过非破坏性检查来检测，所述标记的聚合物链和粒子在将所述指示膜粘结到所述第一复合零件期间是静止的；沿着组装粘结层将所述第一复合零件施加到第二复合零件；沿着所述组装粘结层将所述第一复合零件粘结到所述第二复合零件，在此期间所述指示膜中的所述粒子与所述标记的聚合物链一起迁移；使用非破坏性检查(NDI)技术通过沿与所述组装粘结层的平面方向基本上局部正交的方向观察所述粒子的外观来检查所述组装粘结层；以及基于所述平面方向上的粒子密度，确定所述组装粘结层的粘结质量。

【技术特征摘要】
2016.02.04 US 15/015,5181.一种评估结构组件的第一复合零件和第二复合零件之间粘结的粘结质量的方法，其包括以下步骤：将指示膜粘结到第一复合零件，所述指示膜由聚合物链组成并且包含以粒子区域的图案排列的粒子，所述粒子键合到位于所述粒子区域内的所述聚合物链以限定标记的聚合物链，并且可通过非破坏性检查来检测，所述标记的聚合物链和粒子在将所述指示膜粘结到所述第一复合零件期间是静止的；沿着组装粘结层将所述第一复合零件施加到第二复合零件；沿着所述组装粘结层将所述第一复合零件粘结到所述第二复合零件，在此期间所述指示膜中的所述粒子与所述标记的聚合物链一起迁移；使用非破坏性检查(NDI)技术通过沿与所述组装粘结层的平面方向基本上局部正交的方向观察所述粒子的外观来检查所述组装粘结层；以及基于所述平面方向上的粒子密度，确定所述组装粘结层的粘结质量。2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述组装粘结层中的所述粘结质量的步骤包括：测量所述组装粘结层的粒子密度在平面方向上的变化。3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述组装粘结层中的所述粘结质量的步骤包括：将所述结构组件的所述组装粘结层的NDI图像与所述结构组件的参考标准的组装粘结层的参考图像进行比较。4.根据权利要求1所述的方法，其中使用NDI技术检查所述组装粘结层的步骤包括：使用涡流测试、磁粉检查、热成像、彩色x射线和计算机断层摄影术中的至少一种对所述组件粘结层进行成像。5.根据权利要求1所述的方法，其中将所述指示膜粘结到所述第一复合零件的步骤包括将第一指示膜粘结到所述第一复合零件，所述第一指示膜包含以第一图案排列的粒子，所述方法还包括：将第二指示膜粘结到所述第二复合零件，所述第二指示膜具有与所述第一指示膜中的所述第一图案不同的第二图案；将所述第一复合零件施加到所述第二复合零件，使得所述相应的第一指示膜和所述第二指示膜沿着所述组装粘结层处于彼此接触的关系；以及沿着所述组装粘结层将所述第一复合零件粘结到所述第二复合零件，由于所述第一指示膜和所述第二指示膜中的所述聚合物链的混溶性，在将所述第一复合零件粘结到所述第二复合零件期间，所述第一指示膜和所述第二指示膜中的所述粒子与所述标记的聚合物链一起迁移。6.根据权利要求1所述的方法，其还包括：在将所述第一复合零件粘结到所述第二复合零件期间，加热所述组装粘结层。7.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第一复合零件在粘结到所述指示膜之前是未固化的；并且将所述指示膜粘结到所述第一复合零件的步骤包括在将将所述指示膜粘结到所述第一复合零件的同时固化所述第一复合零件。8.根据权利要求1所述的方法，其中：在将所述第一复合零件粘结到所述第二复合零件之前，所述第一复合零件和所述第二复合零件中的至少一个是未固化的。9.根据权利要求1所述的方法，其中在粘结到指示膜之前和粘结到彼此之前，所述第一复合零件和所述第二复合零件中的至少一个具有以下初始配置中的一个：预浸料复合层压片，其包含至少一个预浸料复合铺层；以及干纤维预成型件，其被配置成被灌注树脂。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一复合零件和所述第二复合零件具有以下材料组合中的一个：所述第一复合零件和所述第二复合零件都是热固性塑料；所述第一复合零件和所述第二复合零件都是热塑性塑料；以及所述第一复合零件和所述第二复合零件中的一个是热固性塑料，并且所述第一复合零件和所述第二复合零件中的剩余的一个是热塑性塑料。11.根据权利要求1所述的方法，其中：所述指示膜至少部分地由热塑性材料组成。12.根据权利要求1所述的方法，其中：通过共价键、离子键和氢键中的至少一个，所述粒子键合到所述聚合物链。13.根据权利要求1所述的方法，其中：所述粒子是使用硅烷偶联剂而共价键合到所述聚合物链的纳米粒子。14.根据权利要求1所述的方法，其中：所述粒子是下列项中的至少一个：磁性纳米粒子，由包含氧化铁、金、镍、钴和硅中的至少一种的高-Z材料形成的粒子。15.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·S·威伦斯基，P·J·克罗瑟斯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US