一种用于激光冲击强化在线修理的柔性约束层及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种用于激光冲击强化在线修理的柔性约束层及其制作方法。所述的柔性约束层是由双酚A型环氧树脂和胺类固化剂以质量比(1.5～3)：1组成。同时也公开了一种用于激光冲击强化在线修理的柔性约束层的制作方法。本发明专利技术的柔性约束层不仅可用于平面区域，而且能够用于复杂曲面区域，所制成的约束层能有效提高激光冲击效果，并且工艺稳定，成本低，能有效提高机器的维修效率。

A flexible constraint layer and its fabrication method for laser shock strengthening on-line repair

The invention discloses a flexible constraint layer for laser shock strengthening online repair and a manufacturing method. The flexible binding layer described is composed of a bisphenol A epoxy resin and a amine curing agent with a mass ratio of (1.5 to 3):1. At the same time, a method of making flexible constraint layer for laser shock strengthening on-line repair is also disclosed. The flexible restraint layer of the invention can not only be applied to the plane area, but also can be applied to the area of the complex curved surface, the constrained layer can effectively improve the laser shock effect, and the process is stable, and the cost is low, which can effectively improve the maintenance efficiency of the machine.

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光冲击强化在线修理的柔性约束层及其制作方法
本专利技术涉及一种用于激光冲击强化在线修理的柔性约束层及其制作方法。
技术介绍
激光冲击是一种将强激光束以纳秒级短脉冲形式作用金属表面形成冲击波，并使金属材料表面发生塑性变形，内部产生残余压应力的表面强化技术。目前的激光冲击强化技术大多应用在金属构件的生产制造过程或者损伤构件的离线修理过程，而且这些情况下大多都使用清水作为激光冲击强化的约束层材料。也有为了提高激光冲击所产生的冲击波压力峰值而采用光学玻璃作为约束层材料的，但由于光学玻璃大多为平板形状，因此金属构件的表面形状也限制为平面。但对于损伤金属构件的激光冲击强化来说，若采用清水作为约束层材料，则只能对损伤构件进行离线修理，即先将损伤构件从机器上拆卸下来再转移至专门的车间进行激光冲击强化处理，既浪费时间又增加成本；而若采用现有的光学玻璃或约束层胶片作为约束层材料，则无法适应构件损伤部位可能出现的各种复杂表面形状，另外，目前现有的约束层胶片也因脆性较大或成本过高而不能投入实际工程使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于激光冲击强化在线修理的柔性约束层及其制作方法。本专利技术所采取的技术方案是：一种用于激光冲击强化在线修理的柔性约束层，是由双酚A型环氧树脂和胺类固化剂以质量比(1.5～3)：1组成。胺类固化剂为脂肪胺固化剂。一种用于激光冲击强化在线修理的柔性约束层的制作方法，包括以下步骤：1)把双酚A型环氧树脂和胺类固化剂按配比混合；2)准备三层板模具，包括两块尺寸相同垫板和一块定模板，定模板开有至少一个通孔，通孔的形状与所需制作的柔性约束层形状相同；3)先将一块垫板水平放置，再把定模板放在垫板上，然后将步骤1)得到的混合物注入定模板的通孔中并填满，再将另一块垫板压在定模板上；4)将步骤3)得到的三层板模具加热进行半固化；5)分开三层板模具，从定模板中取出半固化的柔性约束层胶体；6)在损伤构件需激光冲击强化处理的部位上贴覆能量吸收层，然后将步骤5)得到的柔性约束层胶体贴覆在能量吸收层上；7)继续加热柔性约束层胶体，得到上述的柔性约束层。步骤2)中，定模板的厚度与所需制作的柔性约束层厚度相同。定模板的厚度为2.0～2.5mm。步骤3)中，垫板覆盖定模板的全部开口区域。垫板为硅胶板或尼龙板，定模板选自铝板、钢板、铜板等金属板的其中一种。步骤4)中，加热的温度为95～105℃，加热时间为32～37min。步骤6)中，能量吸收层为黑色胶布层、黑漆层、铝箔涂层中的其中一种。步骤7)中，加热的温度为55～65℃，加热时间为24～35min。本专利技术的有益效果是：本专利技术的柔性约束层不仅可用于平面区域，而且能够用于复杂曲面区域，所制成的约束层能有效提高激光冲击效果，并且工艺稳定，成本低，能有效提高机器的维修效率。具体如下：(1)柔性约束层不仅可以用于平面冲击区域，而且用于复杂曲面冲击区域，工程应用范围更广；(2)柔性约束层不仅可以用于一般环境下的激光冲击处理，对水约束层受到限制使用的环境下，更能体现其优势；(3)柔性约束层能有效提高激光冲击波的峰值压力和脉宽，使激光冲击效果显著；(4)柔性约束层的制备工艺简单，成本低，使激光冲击处理的工程应用成本大大降低；(5)本专利技术在激光冲击处理过程中，不会像水约束层引起飞溅现象，保证实验环境干净；不会像玻璃约束层发生碎裂现象，保证光学仪器和实验人员的安全；(6)柔性约束层的厚度可以精准控制，一致性好，工艺稳定。附图说明图1为柔性约束层与吸收层贴合示意图；图2为柔性约束层的制作流程图；图3为制作柔性约束层的三层板硅胶模具爆炸示意图；图4为半固化柔性约束层胶体图；图5为复杂曲面损伤区域贴覆好的柔性约束层效果图。具体实施方式一种用于激光冲击强化在线修理的柔性约束层，是由双酚A型环氧树脂和胺类固化剂以质量比(1.5～3)：1组成。优选的，双酚A型环氧树脂和胺类固化剂以质量比1.5：1组成。进一步的，胺类固化剂为脂肪胺固化剂，所述的脂肪胺固化剂优选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、二丙烯三胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺、三甲基六亚甲基二胺、已二胺、三甲基已二胺固化剂中的其中一种。一种用于激光冲击强化在线修理的柔性约束层的制作方法，包括以下步骤：1)把双酚A型环氧树脂和胺类固化剂按配比混合；2)准备三层板模具，包括两块尺寸相同垫板和一块定模板，定模板开有至少一个通孔，通孔的形状与所需制作的柔性约束层形状相同；3)先将一块垫板水平放置，再把定模板放在垫板上，然后将步骤1)得到的混合物注入定模板的通孔中并填满，再将另一块垫板压在定模板上；4)将步骤3)得到的三层板模具加热进行半固化；5)分开三层板模具，从定模板中取出半固化的柔性约束层胶体；6)在损伤构件需激光冲击强化处理的部位上贴覆能量吸收层，然后将步骤5)得到的柔性约束层胶体贴覆在能量吸收层上；7)继续加热柔性约束层胶体，得到上述的柔性约束层。步骤2)中，定模板的厚度与所需制作的柔性约束层厚度相同。优选的，定模板的厚度为2.0～2.5mm；进一步优选的，定模板的厚度为2.0mm。步骤3)中，垫板覆盖定模板的全部开口区域。优选的，垫板为硅胶板或尼龙板；进一步优选的，垫板为硅胶板。优选的，定模板选自铝板、钢板、铜板等金属板的其中一种；进一步优选的，定模板为铝板。优选的，步骤4)中，加热的温度为95～105℃，加热时间为32～37min；进一步优选的，步骤4)中，加热的温度为100℃，加热时间为32min。优选的，步骤6)中，能量吸收层为黑色胶布层、黑漆层、铝箔涂层中的其中一种。优选的，步骤7)中，加热的温度为55～65℃，加热时间为24～35min；进一步优选的，步骤7)中，加热的温度为60℃，加热时间为24min。优选的，步骤7)中，加热的方式为电吹风加热。进一步的，通过上述的制作方法得到柔性约束层后，进行激光冲击强化处理。以下通过具体的实施例对本专利技术的内容作进一步详细的说明。实施例：附图1为柔性约束层与吸收层贴合示意图，图1中，1-柔性约束层，2-能量吸收层。本实施例中，柔性约束层的材料为双酚A型环氧树脂和脂环胺固化剂按1.5:1配方调和固化而成。附图2为柔性约束层材料的制作流程图。附图3为制作柔性约束层的三层板模具爆炸示意图，图3中，3-垫板，4-定模板。附图4为半固化柔性约束层胶体图。附图5为复杂曲面损伤区域贴覆好的柔性约束层效果图，图5中，1-柔性约束层，2-能量吸收层，5-损伤构件。下面结合附图2～5描述本专利技术的具体实施步骤如下：1.取长宽尺寸相同的两块各4mm厚的硅胶板3和一块2mm厚的铝板4，在铝板4上各开出4个长方形的通孔。将三块板清理干净。三层板硅胶模具爆炸示意图如附图3所示。2.将一块硅胶板3放在水平面上，铝板4对齐放置在该硅胶板3上。3.将树脂胶与固化剂胶液按照1.5:1进行配比，并用玻璃棒沿着同一方向均匀搅拌7分钟。4.将混合液缓慢倒入铝板4的开孔中，将开孔填满，并将另一块硅胶板3压在铝板上。5.将注入胶液的三层板转移至100℃的保温箱中，加热时间为32分钟。6.将三层板分开，从铝板中取出半固化的透明约束层胶体，如附图4所示，并将其牢靠贴覆在已经贴覆了能量吸收层的损伤构件需要激光冲击处理的部位，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于激光冲击强化在线修理的柔性约束层，其特征在于：是由双酚A型环氧树脂和胺类固化剂以质量比(1.5～3)：1组成。

【技术特征摘要】
1.一种用于激光冲击强化在线修理的柔性约束层，其特征在于：是由双酚A型环氧树脂和胺类固化剂以质量比(1.5～3)：1组成。2.根据权利要求1所述的一种用于激光冲击强化在线修理的柔性约束层，其特征在于：胺类固化剂为脂肪胺固化剂。3.一种用于激光冲击强化在线修理的柔性约束层的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：1)把双酚A型环氧树脂和胺类固化剂按配比混合；2)准备三层板模具，包括两块尺寸相同垫板和一块定模板，定模板开有至少一个通孔，通孔的形状与所需制作的柔性约束层形状相同；3)先将一块垫板水平放置，再把定模板放在垫板上，然后将步骤1)得到的混合物注入定模板的通孔中并填满，再将另一块垫板压在定模板上；4)将步骤3)得到的三层板模具加热进行半固化；5)分开三层板模具，从定模板中取出半固化的柔性约束层胶体；6)在损伤构件需激光冲击强化处理的部位上贴覆能量吸收层，然后将步骤5)得到的柔性约束层胶体贴覆在能量吸收层上；7)继续加热柔性约束层胶体，得到权利要求1所述的柔性约束层。4.根据权利要求3所述的一种用于激光冲击强化在线修理的柔性约束层的制作...

【专利技术属性】
技术研发人员：程秀全，夏琴香，吴江，帅高鹏，徐晓，
申请(专利权)人：广州民航职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44