專利名稱：一種透明件與復(fù)合材料骨架的連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航空座艙蓋透明件與復(fù)合材料骨架的連接裝配方法，尤其是一種透明件與復(fù)合材料骨架的膠接裝配方法。
背景技術(shù)：
在飛機(jī)上，最常見的透明件就是座艙透明件，它在結(jié)構(gòu)上比飛機(jī)其他構(gòu)件薄弱，它的承載能力直接關(guān)系到飛機(jī)及飛行員的安全，座艙透明件的承載能力不僅與透明材料的性能有關(guān)，而且還與邊緣連接裝配的形式有很大的關(guān)系。現(xiàn)有技術(shù)中，最常見的透明件的邊緣連接裝配形式有剛性連接和柔性連接兩種。剛性連接又叫螺栓連接，如附圖1所示，是通過玻璃鉆孔用螺釘3將座艙透明件I與飛機(jī)復(fù)合材料骨架2連接起來，這種連接方式連接強(qiáng)度比較大，但機(jī)械加工后容易造成應(yīng)力集中，同時打孔后座艙透明件邊緣連接處的機(jī)械強(qiáng)度損失較大，孔處容易破壞。柔性連接又叫軟連接，如附圖2所示，是由合成纖維織物粘到透明材料邊緣，用金屬棒或尼龍棒穿到織物圈中限制在框架里，從而達(dá)到座艙透明件I與機(jī)身復(fù)合材料骨架2連接的目的，由于織物圈的自由度很大，可以把透明件承受的載荷均勻地傳遞到邊緣連接整個長度范圍，使透明件承受應(yīng)力時盡可能地均勻分布，這樣就最大限度地減少了應(yīng)力集中，延長透明件的使用壽命，但是其連接強(qiáng)度比剛性連接低。兩種連接方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，在不同機(jī)型的邊緣連接中都有應(yīng)用，但這兩種方法除了要進(jìn)行復(fù)雜的邊緣連接制造工作以外，還要進(jìn)行密封裝配，工藝復(fù)雜，工藝操作難度大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種工藝簡單、操作方便且能夠確保透明件裝配后的安全性、可靠性和氣密性的透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為1、一種透明件與復(fù)合材料骨架的連接方法，所述連接方法包括以下步驟(I)前處理確定透明件和復(fù)合材料骨架的連接區(qū)，將所述透明件和復(fù)合材料骨架上的連接區(qū)打磨至消除光澤，然后對透明件和復(fù)合材料骨架打磨后的連接區(qū)除油除脂；(2)膠接在經(jīng)過步驟(I)處理后的透明件和復(fù)合材料骨架的連接區(qū)涂覆膠黏劑，然后將二者貼合在一起，使膠黏劑固化；(4)密封將透明件和復(fù)合材料骨架上需要密封的密封區(qū)表面除油除脂，然后在所述透明件和復(fù)合材料骨架的密封區(qū)涂覆膠黏劑，使膠黏劑固化。作為本發(fā)明所述透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟(I)中采用砂布將所述透明件和復(fù)合材料骨架上的連接區(qū)打磨至消除光澤。優(yōu)選地，所述砂布采用Ρ6(ΓΡ180的砂布。作為本發(fā)明所述透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟(1)中采用蘸有清洗溶劑的脫脂紗布擦拭透明件和復(fù)合材料骨架打磨后的連接區(qū)以對其除油除脂，擦拭后晾置5 35min。優(yōu)選地，所述清洗溶劑為丙酮或汽油。作為本發(fā)明所述透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟
(2)將膠黏劑涂覆在透明件和復(fù)合材料骨架的連接區(qū)后，將二者貼合一起，然后對其施加(TO. 6MPa的壓力，在10-60°C下固化6 12h后卸除壓力，使膠黏劑固化。透明件和復(fù)合材料骨架涂覆膠黏劑后貼合在一起，膠黏劑的固化直接影響透明件和復(fù)合材料骨架膠接裝配在一起的強(qiáng)度，采用不同的壓力，在不同的溫度下固化不同的時間，膠黏劑得到不同程度的固化，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用上述所述條件對膠黏劑固化時，膠接裝配在一起的透明件和復(fù)合材料拉伸剪切強(qiáng)度可達(dá)到10.1MPa0作為本發(fā)明所述透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟
(2)中用到的膠黏劑為丙烯酸酯膠黏劑或聚氨酯膠黏劑。作為本發(fā)明所述透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟
(3)中采用蘸有清洗溶劑的脫脂紗布擦拭透明件和復(fù)合材料骨架的密封區(qū)表面以對其除油除脂，擦拭后晾置5 35min。優(yōu)選地，所述清洗溶劑為丙酮或汽油。作為本發(fā)明所述透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟
(3)將膠黏劑涂覆在所述透明件和復(fù)合材料骨架的密封區(qū)后，在1(T60°C下固化12 24小時，使膠黏劑固化。采用所述條件對密封區(qū)的膠黏劑固化后，膠接裝配后的透明件和復(fù)合材料骨架具有較好的氣密性。作為本發(fā)明所述透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟
(3)中的膠黏劑為環(huán)氧膠黏劑。本發(fā)明所述方法，在透明件邊緣連接裝配過程中運(yùn)用膠接技術(shù)，采用膠黏劑將復(fù)雜曲面透明件和復(fù)合材料骨架粘接到一起，再用膠黏劑進(jìn)行密封，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面透明件的邊緣連接裝配，這種邊緣連接方法工藝簡單、操作方便，可以把座艙增壓和空氣動力載荷所產(chǎn)生的應(yīng)力從座艙透明件傳遞到飛機(jī)框架，保證透明件安全可靠的裝配到飛機(jī)骨架上，另外邊緣連接采用膠接和密封的形式保證了飛機(jī)的氣密性。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中透明件和復(fù)合材料骨架剛性連接的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中透明件和復(fù)合材料骨架柔性連接的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為采用本發(fā)明所述方法連接的透明件和復(fù)合材料骨架的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖1中I為透明件、2為復(fù)合材料骨架、3為螺釘、4為密封膠；圖2中，I為透明件、2為復(fù)合材料骨架、4為密封膠、5為合成纖維織物、6為通條；圖3中，10為透明件、20為復(fù)合材料骨架、30為連接區(qū)膠黏劑、40為密封區(qū)膠黏劑。
具體實(shí)施例方式為更好的說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1
一種透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法，包括以下步驟(I)前處理在飛機(jī)復(fù)合材料骨架和透明件上確定連接區(qū)，用Ρ6(ΓΡ180的砂布打磨復(fù)合材料骨架和透明件連接區(qū)至消除光澤，非連接區(qū)部位可以用壓敏膠帶保護(hù)好；然后用蘸有丙酮的脫脂紗布擦拭復(fù)合材料骨架的連接區(qū)，用蘸有汽油的脫脂紗布擦拭透明件的連接區(qū)，以對復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)除油除脂，擦拭后晾置25min ；(2)用膠槍將丙烯酸酯膠黏劑分別打到復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)，用玻璃棒或鏟刀涂刷均勻后迅速將復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)貼合在一起在60°C下固化6h后卸除壓力，使膠黏劑固化，然后清除余膠；(3)用蘸有汽油的脫脂紗布擦拭透明件和復(fù)合材料骨架上需要密封的密封區(qū)表面，以對其除油除脂，擦拭后晾置5min;然后用玻璃棒或鏟刀將環(huán)氧膠黏劑涂覆在透明件和復(fù)合材料骨架上需要密封的密封區(qū)，并將膠黏劑涂刷均勻，在20°C下固化20h，使膠黏劑固化。采用上述方法膠連的透明件和復(fù)合材料骨架的結(jié)構(gòu)示意圖如附圖3所示，透明件10的連接區(qū)通過膠黏劑30膠接在復(fù)合材料骨架20的連接區(qū)上，所述透明件10和復(fù)合材料骨架20的密封區(qū)涂覆有膠黏劑40進(jìn)行密封。實(shí)施例2一種透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法，包括以下步驟(I)前處理在飛機(jī)復(fù)合材料骨架和透明件上確定連接區(qū)，用Ρ6(ΓΡ180的砂布打磨復(fù)合材料骨架和透明件連接區(qū)至消除光澤，非連接區(qū)部位可以用壓敏膠帶保護(hù)好；然后用蘸有汽油的脫脂紗布擦拭復(fù)合材料骨架的連接區(qū)，用蘸有汽油的脫脂紗布擦拭透明件的連接區(qū)，以對復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)除油除脂，擦拭后晾置5min ；(2)用膠槍將聚氨酯膠黏劑分別打到復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)，用玻璃棒或鏟刀涂刷均勻后迅速將復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)貼合在一起，采用固化專用工裝對貼合在一起的復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)施加O. 6MPa的壓力，在10°C下固化12h后卸除壓力，使膠黏劑固化，然后清除余膠；(3)用蘸有丙酮的脫脂紗布擦拭透明件和復(fù)合材料骨架上需要密封的密封區(qū)表面，以對其除油除脂，擦拭后晾置20min ;然后用玻璃棒或鏟刀將環(huán)氧膠黏劑涂覆在透明件和復(fù)合材料骨架上需要密封的密封區(qū)，并將膠黏劑涂刷均勻，在10°C下固化24h，使膠黏劑固化。采用上述方法膠連的透明件和復(fù)合材料骨架的結(jié)構(gòu)示意圖如附圖3所示，透明件10的連接區(qū)通過膠黏劑30膠接在復(fù)合材料骨架20的連接區(qū)上，所述透明件10和復(fù)合材料骨架20的密封區(qū)涂覆有膠黏劑40進(jìn)行密封。實(shí)施例3—種透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法，包括以下步驟(I)前處理在飛機(jī)復(fù)合材料骨架和透明件上確定連接區(qū)，用Ρ6(ΓΡ180的砂布打磨復(fù)合材料骨架和透明件連接區(qū)至消除光澤，非連接區(qū)部位可以用壓敏膠帶保護(hù)好；然后用蘸有汽油的脫脂紗布擦拭復(fù)合材料骨架的連接區(qū)，用蘸有丙酮的脫脂紗布擦拭透明件的連接區(qū)，以對復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)除油除脂，擦拭后晾置35min ；(2)用膠槍將丙烯酸酯膠黏劑分別打到復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)，用玻璃棒或鏟刀涂刷均勻后迅速將復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)貼合在一起，采用固化專用工裝對貼合在一起的復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)施加0. 5MPa的壓力，在20°C下固化IOh后卸除壓力，使膠黏劑固化，然后清除余膠；(3)用蘸有汽油的脫脂紗布擦拭透明件和復(fù)合材料骨架上需要密封的密封區(qū)表面，以對其除油除脂，擦拭后晾置35min ;然后用玻璃棒或鏟刀將環(huán)氧膠黏劑涂覆在透明件和復(fù)合材料骨架上需要密封的密封區(qū)，并將膠黏劑涂刷均勻，在60°C下固化12h，使膠黏劑固化。采用上述方法膠連的透明件和復(fù)合材料骨架的結(jié)構(gòu)示意圖如附圖3所示，透明件10的連接區(qū)通過膠黏劑30膠接在復(fù)合材料骨架20的連接區(qū)上，所述透明件10和復(fù)合材料骨架20的密封區(qū)涂覆有膠黏劑40進(jìn)行密封。實(shí)施例4·一種透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法，包括以下步驟(I)前處理在飛機(jī)復(fù)合材料骨架和透明件上確定連接區(qū)，用P6(TP180的砂布打磨復(fù)合材料骨架和透明件連接區(qū)至消除光澤，非連接區(qū)部位可以用壓敏膠帶保護(hù)好；然后用蘸有丙酮的脫脂紗布擦拭復(fù)合材料骨架的連接區(qū)，用蘸有丙酮的脫脂紗布擦拭透明件的連接區(qū)，以對復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)除油除脂，擦拭后晾置20min ；(2)用膠槍將丙烯酸酯膠黏劑分別打到復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)，用玻璃棒或鏟刀涂刷均勻后迅速將復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)貼合在一起，采用固化專用工裝對貼合在一起的復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)施加0. 2MPa的壓力，在50°C下固化7h后卸除壓力，使膠黏劑固化，然后清除余膠；(3)用蘸有丙酮的脫脂紗布擦拭透明件和復(fù)合材料骨架上需要密封的密封區(qū)表面，以對其除油除脂，擦拭后晾置30min ;然后用玻璃棒或鏟刀將環(huán)氧膠黏劑涂覆在透明件和復(fù)合材料骨架上需要密封的密封區(qū)，并將膠黏劑涂刷均勻，在50°C下固化15h，使膠黏劑固化。采用上述方法膠連的透明件和復(fù)合材料骨架的結(jié)構(gòu)示意圖如附圖3所示，透明件10的連接區(qū)通過膠黏劑30膠接在復(fù)合材料骨架20的連接區(qū)上，所述透明件10和復(fù)合材料骨架20的密封區(qū)涂覆有膠黏劑40進(jìn)行密封。實(shí)施例5一種透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法，包括以下步驟(I)前處理在飛機(jī)復(fù)合材料骨架和透明件上確定連接區(qū)，用P6(TP180的砂布打磨復(fù)合材料骨架和透明件連接區(qū)至消除光澤，非連接區(qū)部位可以用壓敏膠帶保護(hù)好；然后用蘸有汽油的脫脂紗布擦拭復(fù)合材料骨架的連接區(qū)，用蘸有汽油的脫脂紗布擦拭透明件的連接區(qū)，以對復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)除油除脂，擦拭后晾置IOmin ；(2)用膠槍將聚氨酯膠黏劑分別打到復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)，用玻璃棒或鏟刀涂刷均勻后迅速將復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)貼合在一起，采用固化專用工裝對貼合在一起的復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)施加0. 3MPa的壓力，在30°C下固化9h后卸除壓力，使膠黏劑固化，然后清除余膠；(3)用蘸有汽油的脫脂紗布擦拭透明件和復(fù)合材料骨架上需要密封的密封區(qū)表面，以對其除油除脂，擦拭后晾置IOmin ;然后用玻璃棒或鏟刀將環(huán)氧膠黏劑涂覆在透明件和復(fù)合材料骨架上需要密封的密封區(qū)，并將膠黏劑涂刷均勻，在30°C下固化18h，使膠黏劑固化。采用上述方法膠連的透明件和復(fù)合材料骨架的結(jié)構(gòu)示意圖如附圖3所示，透明件10的連接區(qū)通過膠黏劑30膠接在復(fù)合材料骨架20的連接區(qū)上，所述透明件10和復(fù)合材料骨架20的密封區(qū)涂覆有膠黏劑40進(jìn)行密封。 實(shí)施例6 一種透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法，包括以下步驟(1)前處理在飛機(jī)復(fù)合材料骨架和透明件上確定連接區(qū)，用Ρ6(ΓΡ180的砂布打磨復(fù)合材料骨架和透明件連接區(qū)至消除光澤，非連接區(qū)部位可以用壓敏膠帶保護(hù)好；然后用蘸有丙酮的脫脂紗布擦拭復(fù)合材料骨架的連接區(qū)，用蘸有汽油的脫脂紗布擦拭透明件的連接區(qū)，以對復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)除油除脂，擦拭后晾置30min ；(2)用膠槍將聚氨酯膠黏劑分別打到復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)，用玻璃棒或鏟刀涂刷均勻后迅速將復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)貼合在一起，采用固化專用工裝對貼合在一起的復(fù)合材料骨架和透明件的連接區(qū)施加O. 4MPa的壓力，在40°C下固化8h后卸除壓力，使膠黏劑固化，然后清除余膠；(3)用蘸有丙酮的脫脂紗布擦拭透明件和復(fù)合材料骨架上需要密封的密封區(qū)表面，以對其除油除脂，擦拭后晾置15min ;然后用玻璃棒或鏟刀將環(huán)氧膠黏劑涂覆在透明件和復(fù)合材料骨架上需要密封的密封區(qū)，并將膠黏劑涂刷均勻，在40°C下固化16h，使膠黏劑固化。采用上述方法膠連的透明件和復(fù)合材料骨架的結(jié)構(gòu)示意圖如附圖3所示，透明件10的連接區(qū)通過膠黏劑30膠接在復(fù)合材料骨架20的連接區(qū)上，所述透明件10和復(fù)合材料骨架20的密封區(qū)涂覆有膠黏劑40進(jìn)行密封。實(shí)施例7本發(fā)明所述連接方法的安全性和可靠性檢測在膠接透明件時，按相同工藝制備隨爐件進(jìn)行性能檢驗(yàn)，通過檢測隨爐件的強(qiáng)度表征透明件和復(fù)合材料骨架的粘接強(qiáng)度，經(jīng)測試隨爐件拉伸剪切強(qiáng)度可達(dá)10.1MPa，且隨爐件破壞形式均為透明材料破壞，由此采用本發(fā)明所述方法的膠接強(qiáng)度大于基材強(qiáng)度，膠接安全可靠。氣密性采用本發(fā)明所述方法膠接裝配好的透明件通過了氣密性試驗(yàn)考核，氣密性可以滿足使用要求。最后所應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種透明件與復(fù)合材料骨架的連接方法，其特征在于，所述連接方法包括以下步驟 (1)前處理確定透明件和復(fù)合材料骨架的連接區(qū)，將所述透明件和復(fù)合材料骨架上的連接區(qū)打磨至消除光澤，然后對透明件和復(fù)合材料骨架打磨后的連接區(qū)除油除脂； (2)膠接在經(jīng)過步驟(I)處理后的透明件和復(fù)合材料骨架的連接區(qū)涂覆膠黏劑，然后將二者貼合在一起，使膠黏劑固化； (4)密封將透明件和復(fù)合材料骨架上需要密封的密封區(qū)表面除油除脂，然后在所述透明件和復(fù)合材料骨架的密封區(qū)涂覆膠黏劑，使膠黏劑固化。
2.如權(quán)利要求1所述的透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法，其特征在于，所述步驟(I)中采用砂布將所述透明件和復(fù)合材料骨架上的連接區(qū)打磨至消除光澤。
3.如權(quán)利要求1所述的透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法，其特征在于，所述步驟(I)中采用蘸有清洗溶劑的脫脂紗布擦拭透明件和復(fù)合材料骨架打磨后的連接區(qū)以對其除油除脂，擦拭后晾置5 35min。
4.如權(quán)利要求3所述的透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法，其特征在于，所述清洗溶劑為丙酮或汽油。
5.如權(quán)利要求1所述的透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法，其特征在于，所述步驟(2)將膠黏劑涂覆在透明件和復(fù)合材料骨架的連接區(qū)后，將二者貼合一起，然后對其施加(TO. 6MPa的壓力，在10-60°C下固化6 12h后卸除壓力，使膠黏劑固化。
6.如權(quán)利要求1或5所述的透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法，其特征在于，所述步驟(2 )中用到的膠黏劑為丙烯酸酯膠黏劑或聚氨酯膠黏劑。
7.如權(quán)利要求1所述的透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法，其特征在于，所述步驟(3)中采用蘸有清洗溶劑的脫脂紗布擦拭透明件和復(fù)合材料骨架的密封區(qū)表面以對其除油除月旨，擦拭后晾置5 35min。
8.如權(quán)利要求7所述的透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法，其特征在于，所述清洗溶劑為丙酮或汽油。
9.如權(quán)利要求1所述的透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法，其特征在于，所述步驟(3)將膠黏劑涂覆在所述透明件和復(fù)合材料骨架的密封區(qū)后，在1(T60°C下固化12 24小時，使膠黏劑固化。
10.如權(quán)利要求1或9所述的透明件和復(fù)合材料骨架的連接方法，其特征在于，所述步驟(3)中的膠黏劑為環(huán)氧膠黏劑。
全文摘要
本發(fā)明公開一種航空座艙蓋透明件與復(fù)合材料骨架的連接方法，所述方法包括以下步驟(1)前處理確定透明件和復(fù)合材料骨架的連接區(qū)，將所述連接區(qū)打磨至消除光澤，然后除油除脂；(2)膠接在連接區(qū)涂覆膠黏劑，然后將二者貼合在一起，使膠黏劑固化；(4)密封將透明件和復(fù)合材料骨架上需要密封的密封區(qū)表面除油除脂，然后涂覆膠黏劑，使膠黏劑固化。本發(fā)明所述方法在透明件邊緣連接裝配過程中運(yùn)用膠接技術(shù)，采用膠黏劑將復(fù)雜曲面透明件和復(fù)合材料骨架粘接到一起，再用膠黏劑進(jìn)行密封，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面透明件的邊緣連接裝配，這種邊緣連接方法工藝簡單、操作方便，且能夠確保透明件裝配后的安全性、可靠性和氣密性。
文檔編號C09J5/02GK103031069SQ201210560558
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者高蘭寧, 顏悅, 王彬, 張洪峰, 張江科 申請人:中航通飛華南飛機(jī)工業(yè)有限公司, 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院