一种大厚度复合材料零件缺陷的修理方法技术

本发明专利技术涉及一种大厚度复合材料零件缺陷的修理方法，检测并确认复合材料零件缺陷及范围后，铣切掉缺陷区域，用同种材料及工艺制备出同等铺层数的补片，将补片铣切至缺陷大小，用胶黏剂粘接零件和铣切后补片，对粘接线区进行双面去层打磨，重新补层固化。本发明专利技术缩小了要修理的区域，减少了对零件其他区域的影响，提高了修理后零件的承力强度，降低了零件修理的报废率，提高了产品质量，增快了产品交付速率。

A repair method for defects of large thickness composite parts

【技术实现步骤摘要】
一种大厚度复合材料零件缺陷的修理方法
本专利技术属于复合材料零件修理
，更具体地讲，涉及一种以胶黏剂为媒介，用预固化补片修理大厚度复合材料零件的方法。
技术介绍
复合材料修理技术是制造领域中必不可少的一种手段。复合材料具有比强度高、比刚度高的优点，将其应用于飞机结构上可明显减轻结构重量，在复合材料零件制造过程、流转和使用过程中，不可避免的会产生缺陷，发现缺陷应及时修理，否则会影响零件甚至整体产品的质量。由于应用需要，零件需进行确认并去除缺陷区域，此时复合材料修理显得非常的重要。经过分析，传统的复合材料修理方法是将缺陷区域从表面开始打磨去层，打磨至内部缺陷裸漏，挖除缺陷后再进行补层铺叠。然而，要去除大厚度零件的缺陷需打磨较多层数，因打磨层之间一般要间隔至少2cm的距离，打磨区域会被无限扩大，影响到零件的装配钻孔区，蜂窝芯夹心试板区，这就造成了修补过程中替换没有缺陷的蜂窝芯，修补后需重新钻孔等，增加了修补难度；而且，打磨去除层数越多，越容易出现过度打磨、打磨区域过大等问题，这更增加了零件报废的几率。
技术实现思路
大厚度复合材料零件在发现缺陷区域后，通常采用多层去层修理，容易造成修理区域无限扩大，影响到零件的装配区、蜂窝芯夹心区等。本专利技术的目的在于克服现有方法的缺点，提供一种用材料、轮廓、型面、厚度完全一致的补片对缺陷区域进行移植替换的方法，通过该方法对零件和补片的粘接，并根据粘接线重新去层补层修理，缩小了缺陷修理的影响区域，保证了修理后零件的承力强度，提高了修理精度。为了实现上述目的，本专利技术技术方案如下：一种大厚度复合材料零件缺陷的修理方法，包括检测真实缺陷区域、固化并胶接补片、去层并补层修理，其特征在于：所述的零件修理包括预固化补片、胶黏剂、复合材料零件和修理材料，其步骤包括：a、对复合材料零件缺陷区域进行无损检测，判定真实的缺陷区域；b、对真实缺陷区域划线，铣切；c、使用同种材料制备相同铺层数的复合材料补片；d、铣切补片，确保铣切后补片与缺陷区可完全配合；e、用胶粘剂粘接复合材料零件和铣切后补片，并固化；f、沿着胶接线进行双面去层打磨；g、对打磨区做补层修理、固化；h、对修理后零件进行检测，打磨补层边缘至平滑。进一步的，步骤a中所述的真实缺陷区域包括，目视可检查到的表面缺陷区，内部夹杂、分层等超声异常缺陷区。进一步的，步骤b中所述的铣切，必须使用锋利的道具，保证铣切面光滑，不得有毛刺，不得引起铣切面的分层等，保证缺陷区域铣切面与其该零件轮廓面光滑度一致。进一步的，步骤c中所述的复合材料补片是指使用与复合材料零件同种材料、同样铺层数、同种工艺、同种型面及固化条件，制备出的比铣切掉的缺陷区域大的用于修理的复合材料试片。进一步的，步骤d中所述铣切是通过锋利的刀具铣切复合材料补片，保证复合材料零件与铣切后补片可完全配合，满足零件轮廓、型面、厚度等要求，并保证铣切面光滑，不得有毛刺，不得引起铣切面的分层等，保证铣切面与要修理零件缺陷区铣切面光滑度一致。进一步的，步骤e中所述的胶粘剂是指在制备该复合材料零件时所使用的胶粘剂或胶膜，如果制备该零件时没使用胶粘剂，应使用该固化体系中对应的胶粘剂或胶膜。进一步的，固化体系是指固化时使用同样温度同样时间的不同材料所构成的体系。进一步的，步骤e中所述固化，固化采用双面熨斗进行加热固化，还可使用电热毯、红外灯、烘箱或热压罐等对胶黏剂的固化，确保胶黏剂完全固化。进一步的，步骤f中所述双面去层打磨，是指对粘接后零件正反面，沿胶接线处进行相同层数的去层打磨，确保整数层打磨，并不伤及非大磨层的纤维材料，打磨掉的表皮层为范围最大层，随打磨层数增加打磨区域逐渐缩小，确保相邻打磨层不可重叠；进一步的，步骤g中所述补层修理，是指使用同固化体系胶膜覆盖整个打磨区，根据步骤e中打磨去层的尺寸形状大小，再使用相同铺层对应的同种、等大材料进行铺叠。本专利技术的有益处效果如下：1.本专利技术基于对缺陷部位移植替换的工作原理，借助于同样型面轮廓大小的补片，减少了要打磨的铺层数目，缩小了缺陷修理的影响区域；2.对粘接线区域进行重新去层、补层修理，保证了修理后零件的承力强度，降低了零件的报废率，提高了修理精度，缩短了修理时间，增快了零件交付速率。附图说明图1缺陷区域划线图示图2胶接线区域去层打磨图示。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。见图1和图2，复合材料零件蒙皮，是以碳纤维和高温环氧树脂为基材，在175°C固化成型，在运输过程中蒙皮一个边角撞伤，缺陷尺寸为8cm*10cm，此处铺层数为88层，厚度为11mm。经过无损检测后，发现在撞伤区边缘有分层现象，确认真实的缺陷区域为12cm*16cm，画一条直线使缺陷区在其范围内。沿着直线铣切掉缺陷区，用180目砂纸打磨至铣切面粗糙度为400micro-inchRa。使用同种碳纤维铺叠88层层压板，尺寸为30cm*40cm，用固化零件的固化程序对层压板进行固化。层压板出罐脱模后，按照铣切掉缺陷区大小，铣切出要替换的补片形状，与零件完全配合。选取制备该零件时所用的胶膜，使用两层胶膜对补片和零件进行粘接，保证粘接后外观无变化；使用熨斗对粘接区从零件两侧同时加热30分钟，胶膜完全固化后，清除粘接线上产生的溢胶，使零件表面光滑。沿粘接线分别进行双面打磨，每面去除四层铺层，以粘接线为中心，第一层到第四层的打磨宽度分别为10cm，7.5cm，5cm和2.5cm。剪切两条宽度为10cm的胶膜，剪切宽度为10cm，7.5cm，5cm和2.5cm的碳纤维预浸料各两条，按照铺叠顺序，以粘接线为中心，先铺上胶膜，随后依次铺叠2.5cm、5cm、7.5cm和10cm的料片，按照零件轮廓修切料片外形。对补层后区域两面分别放加热毯，密封、打真空袋并抽真空，以3°C/min的升温速率，在175°C时固化120分钟，以5°C/min降至室温。用180目砂纸对固化后区域边缘胶膜积胶进行打磨至平滑，并使用无损设备检测修补区域，确认表面无缺陷，内部无分层。本专利技术对任何表面或内部有缺陷的较厚零件，通过用胶黏剂将同等铺层数的补片和复合材料零件进行粘接，并对粘接线区进行双面去层打磨，重新补层固化。一方面缩小了要修理的区域，减少了对零件其他区域的影响，另一方面提高了修理后零件的承力强度。该方法简单快捷的移植粘接补片，有效的降低了零件修理的报废率，并且提高了产品质量，增快了产品交付速率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大厚度复合材料零件缺陷的修理方法，步骤是：a、切除复合材料零件缺陷区域；b、制备复合材料补片并铣切；c、粘接复合材料零件和铣切后补片，并固化；d、沿胶接线进行双面去层打磨，并做补层修理、固化；e、无损检测，打磨补层边缘至平滑；f、沿着胶接线进行双面去层打磨；g、对打磨区做补层修理、固化；h、对修理后零件进行检测，打磨补层边缘至平滑。

【技术特征摘要】
1.一种大厚度复合材料零件缺陷的修理方法，步骤是：a、切除复合材料零件缺陷区域；b、制备复合材料补片并铣切；c、粘接复合材料零件和铣切后补片，并固化；d、沿胶接线进行双面去层打磨，并做补层修理、固化；e、无损检测，打磨补层边缘至平滑；f、沿着胶接线进行双面去层打磨；g、对打磨区做补层修理、固化；h、对修理后零件进行检测，打磨补层边缘至平滑。2.根据权利要求1所述一种大厚度复合材料零件缺陷的修理方法，其特征在于，所述零件的缺陷区域包括目测缺陷点和通过无损检测出的的缺陷区域，将缺陷区域画出，保证铣切掉所有的缺陷区域。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李璐璐，顾伟，索军营，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51