本發(fā)明屬于航空制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種飛機(jī)透明件邊緣軟連接工藝方法。
背景技術(shù)：
軟連接就是透明件邊緣與柔性織物膠接，柔性織物形成的環(huán)形內(nèi)穿有金屬通條，穿有金屬通條的柔性織物再與飛機(jī)骨架通過螺栓連接，或?qū)⑷嵝钥椢锛捌鋬?nèi)的通條一同鑲嵌在骨架槽內(nèi)構(gòu)成邊緣連接結(jié)構(gòu)。軟連接可有效避免透明件與飛機(jī)骨架直接連接或通過邊緣硬連接中的應(yīng)力集中現(xiàn)象，蘇27飛機(jī)座艙蓋就是采用的此種邊緣連接方式。
中國專利CN 104387602 A中公開了一種邊緣連接用膠粘劑的使用方法，將配制好的膠粘劑涂在有機(jī)玻璃和滌絲帶上，再將二者粘接在一起，形成軟連接結(jié)構(gòu)。目前所有的軟連接基本都采用類似的工藝，即將液體膠或膏狀膠刷涂在粘接區(qū)域，再通過加壓夾具機(jī)械加壓的方式進(jìn)行粘接。此方法工藝過程復(fù)雜，需特別制作加壓工裝，壓力大小及分布不容易控制，生產(chǎn)成本較高，液體膠也容易腐蝕透明材料，影響邊緣連接質(zhì)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種飛機(jī)透明件邊緣軟連接工藝方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：采用膠膜將纖維織物粘接在飛機(jī)透明件邊緣，所述膠膜是熱固性膠膜、熱塑性膠膜、帶有纖維載體的預(yù)浸料或不帶載體的純樹脂膠膜；所述飛機(jī)透明件的透明材料是有機(jī)玻璃、聚碳酸酯或含有機(jī)玻璃或聚碳酸酯的層合透明材料，膠膜的工藝溫度低于透明材料的軟化溫度，
所述工藝過程包括以下步驟：
(1)裁剪膠膜，將膠膜粘貼透明件或纖維織物粘接區(qū)域；
(2)將透明件和纖維織物組裝在一起；
(3)制作真空袋，將組裝好的透明件和纖維織物包裹在真空袋中，抽真空加壓后升溫到膠膜工藝溫度，真空袋內(nèi)壓力不低于50kPa，達(dá)到膠膜的工藝時(shí)間后停止加熱，待制件冷卻至室溫后停止抽真空，完成粘接。
所述膠膜按粘接區(qū)域表面形狀裁剪，膠膜裁剪過程中按粘接區(qū)域表面形狀分段裁剪，粘貼過程中膠膜粘貼在透明件的雙面粘接區(qū)域或纖維織物雙面粘接區(qū)域或透明件的粘接區(qū)域和纖維織物粘接區(qū)域。
所述膠膜單層厚度小于設(shè)計(jì)厚度時(shí)，膠膜疊層至設(shè)計(jì)厚度。
所述纖維織物與透明件組裝利用膠膜的初粘力結(jié)合在一起，若初粘力不夠時(shí)，用膠帶將 二者固定在一起。
若膠膜工藝要求壓力超過大氣壓，在熱壓罐中進(jìn)行加壓。
本發(fā)明的有益效果是：首次采用膠膜代替液體膠進(jìn)行透明件邊緣粘接，膠膜具有施膠方便，膠層分布均勻的優(yōu)點(diǎn)；膠膜分子量高于液體膠，對透明材料造成腐蝕的可能性??；膠膜粘接可采用打真空袋抽真空的方式進(jìn)行加壓，無需制造加壓工裝就可進(jìn)行復(fù)雜形面的粘接加壓，節(jié)約制造成本，而液體膠不可能采用打真空袋抽真空的方式進(jìn)行加壓；抽真空氣壓加壓的方法壓力分布均勻，大小可控，粘接可靠性高。
附圖說明
圖1為邊緣軟連接粘接過程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。所述方法如無特別說明均為常規(guī)方法。
采用膠膜2將纖維織物3粘接在飛機(jī)透明件邊緣1，所述膠膜2是熱固性膠膜、熱塑性膠膜、帶有纖維載體的預(yù)浸料或不帶載體的純樹脂膠膜；所述飛機(jī)透明件的透明材料是有機(jī)玻璃、聚碳酸酯或含有機(jī)玻璃或聚碳酸酯的層合透明材料，膠膜的工藝溫度低于透明材料的軟化溫度，
所述工藝過程包括以下步驟：
(1)裁剪膠膜，將膠膜粘貼透明件或纖維織物粘接區(qū)域；
(2)將透明件和纖維織物3組裝在一起；
(3)制作真空袋，將組裝好的透明件和纖維織物包裹在真空袋中，抽真空加壓后升溫到膠膜工藝溫度，真空袋內(nèi)壓力不低于50kPa，達(dá)到膠膜的工藝時(shí)間后停止加熱，待制件冷卻至室溫后停止抽真空，完成粘接。
下述實(shí)施例中均按照如下方法對制備樣品的性能進(jìn)行測定：
(1)邊緣連接強(qiáng)度測試：MIL-P-25690B標(biāo)準(zhǔn)
(2)剝離強(qiáng)度測試：GJB 446-88標(biāo)準(zhǔn)
實(shí)施例1
用膠帶保護(hù)有機(jī)玻璃座艙透明件的非粘接區(qū)域，用砂紙打磨透明件邊緣兩側(cè)粘接區(qū)域。用無塵布蘸汽油擦拭粘接區(qū)域，用無塵布蘸丙酮擦拭滌絲帶粘接區(qū)域。取0.3mm厚的J-351環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠膜，按粘接區(qū)域形狀裁剪膠膜。在透明件邊緣粘接區(qū)域粘貼一層膠膜，在滌絲帶粘接區(qū)域粘貼一層膠膜，將滌絲帶組裝到透明件邊緣，在滌絲帶粘接區(qū)域外側(cè)再粘貼依次膠膜。
依次用隔離布、透氣氈和聚酯膜包裹粘接區(qū)域，用密封膩?zhàn)訉⒕埘ツっ芊庵瞥烧婵沾?。在聚酯膜上設(shè)置真空嘴，抽真空加壓，保持壓力為50kPa。將制件置于烘箱中，加熱至90℃后保溫3h。加熱結(jié)束后使制件自然冷卻至室溫，停止抽真空，完成固化粘接。
實(shí)施例2
用膠帶保護(hù)聚碳酸酯座艙透明件的非粘接區(qū)域，用砂紙打磨透明件邊緣兩側(cè)粘接區(qū)域。用無塵布蘸汽油擦拭粘接區(qū)域，用無塵布蘸丙酮擦拭滌絲帶粘接區(qū)域。取0.5mm厚的S-123聚氨酯膠膜，按粘接區(qū)域形狀裁剪膠膜。在透明件邊緣粘接區(qū)域粘貼一層膠膜，將滌絲帶組裝到透明件邊緣，用耐高溫膠帶固定滌絲帶位置。
依次用隔離布、透氣氈和聚酯膜包裹粘接區(qū)域，用密封膩?zhàn)訉⒕埘ツっ芊庵瞥烧婵沾Ｔ诰埘ツど显O(shè)置真空嘴，抽真空加壓，確保真空袋密封不漏氣。將制件置于熱壓罐中，加壓至0.5MPa，升溫加熱至100℃后保溫6h。加熱結(jié)束后使制件自然冷卻至室溫，卸去熱壓罐壓力，停止抽真空，完成固化粘接。
實(shí)施例3
用膠帶保護(hù)聚碳酸酯層合風(fēng)擋透明件的非粘接區(qū)域，用砂紙打磨透明件邊緣兩側(cè)粘接區(qū)域。用無塵布蘸汽油擦拭粘接區(qū)域，用無塵布蘸丙酮擦拭滌絲帶粘接區(qū)域。取0.2mm厚的SY-70預(yù)浸料膠膜，先將兩層膠膜疊在一起，再按粘接區(qū)域形狀裁剪膠膜。在滌絲帶粘接區(qū)域粘貼膠膜，將滌絲帶組裝到透明件邊緣。
依次用隔離布、透氣氈和聚酯膜包裹粘接區(qū)域，用密封膩?zhàn)訉⒕埘ツっ芊庵瞥烧婵沾Ｔ诰埘ツど显O(shè)置真空嘴，抽真空加壓，確保真空袋密封不漏氣。將制件置于烘箱中，升溫加熱至120℃后保溫4h。加熱結(jié)束后使制件自然冷卻至室溫，停止抽真空，完成固化粘接。
實(shí)施例4
將有機(jī)玻璃加工成10mm×25mm×50mm的樣條，每個(gè)玻璃樣條配兩個(gè)25mm×100mm的滌絲帶。設(shè)定有機(jī)玻璃邊緣17mm范圍內(nèi)為粘接區(qū)域，保護(hù)有機(jī)玻璃的非粘接區(qū)域，用砂紙打磨有機(jī)玻璃的粘接區(qū)域。用無塵布蘸汽油擦拭有機(jī)玻璃粘接區(qū)域，用無塵布蘸丙酮擦拭滌絲帶粘接區(qū)域。取0.3mm厚的J-351環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠膜，裁剪成25mm×17mm大小。之后將膠膜貼在有機(jī)玻璃上的粘接區(qū)域。將滌綸帶通過膠膜粘接在有機(jī)玻璃上，最后在滌綸帶外側(cè)相應(yīng)的粘接區(qū)域粘貼一層膠膜。
依次用隔離布、透氣氈和聚酯膜包裹樣品，用密封膩?zhàn)訉⒕埘ツっ芊庵瞥烧婵沾?。在聚酯膜上設(shè)置真空嘴，抽真空加壓，確保真空袋密封不漏氣。將真空袋置于烘箱中，加熱至90℃后保溫3h，加熱結(jié)束后使制件自然冷卻至室溫，停止抽真空，完成固化粘接。
實(shí)施例5
將有機(jī)玻璃加工成20mm×20mm×200mm的樣條，每個(gè)玻璃樣條配20mm×200mm的滌絲帶。保護(hù)有機(jī)玻璃的非粘接區(qū)域，用砂紙打磨有機(jī)玻璃的粘接區(qū)域。用無塵布蘸汽油擦拭有機(jī)玻璃粘接區(qū)域，用無塵布蘸丙酮擦拭滌絲帶粘接區(qū)域。取0.3mm厚的J-351環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠膜，裁剪成20mm×180mm大小。之后將膠膜貼在有機(jī)玻璃上的粘接區(qū)域。將滌絲帶通過膠膜粘接在有機(jī)玻璃上，滌綸帶外側(cè)粘貼一層膠膜，保留滌絲帶外側(cè)膠膜的保護(hù)紙。
依次用隔離布、透氣氈和聚酯膜包裹樣品，用密封膩?zhàn)訉⒕埘ツっ芊庵瞥烧婵沾?。在聚酯膜上設(shè)置真空嘴，抽真空加壓，確保真空袋密封不漏氣。將真空袋置于烘箱中，加熱至90℃后保溫3h，加熱結(jié)束后使制件自然冷卻至室溫，停止抽真空，完成固化粘接。
對比例1
將有機(jī)玻璃加工成10mm×25mm×50mm的樣條，每個(gè)玻璃樣條配兩個(gè)25mm×100mm的滌絲帶。設(shè)定有機(jī)玻璃邊緣17mm范圍內(nèi)為粘接區(qū)域，保護(hù)有機(jī)玻璃的非粘接區(qū)域，用砂紙打磨有機(jī)玻璃的粘接區(qū)域。用無塵布蘸汽油擦拭有機(jī)玻璃粘接區(qū)域，用無塵布蘸丙酮擦拭滌絲帶粘接區(qū)域。取0.3mm厚的J-351環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠膜，裁剪成25mm×17mm大小。之后將膠膜貼在有機(jī)玻璃上的粘接區(qū)域。將滌綸帶通過膠膜粘接在有機(jī)玻璃上，最后在滌綸帶外側(cè)相應(yīng)的粘接區(qū)域粘貼一層膠膜。
用兩塊表面平整的鋼板將粘接樣品挾持在鋼板中間，用弓形夾將兩鋼板挾持固定在一起，將鋼板挾持的試樣置于烘箱中，加熱至90℃后保溫3h，加熱結(jié)束后使制件自然冷卻至室溫，卸去弓形夾，完成固化粘接。
對比例2
將有機(jī)玻璃加工成20mm×20mm×200mm的樣條，每個(gè)玻璃樣條配20mm×200mm的滌絲帶。保護(hù)有機(jī)玻璃的非粘接區(qū)域，用砂紙打磨有機(jī)玻璃的粘接區(qū)域。用無塵布蘸汽油擦拭有機(jī)玻璃粘接區(qū)域，用無塵布蘸丙酮擦拭滌絲帶粘接區(qū)域。取0.3mm厚的J-351環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠膜，裁剪成20mm×180mm大小。之后將膠膜貼在有機(jī)玻璃上的粘接區(qū)域。將滌絲帶通過膠膜粘接在有機(jī)玻璃上，滌綸帶外側(cè)粘貼一層膠膜，保留滌絲帶外側(cè)膠膜的保護(hù)紙。
用兩塊表面平整的鋼板將粘接樣品挾持在鋼板中間，用弓形夾將兩鋼板挾持固定在一起，將鋼板挾持的試樣置于烘箱中，加熱至90℃后保溫3h，加熱結(jié)束后使制件自然冷卻至室溫，卸去弓形夾，完成固化粘接。
飛機(jī)透明件邊緣軟連接對邊緣連接強(qiáng)度的要求是平均值≥150kN/m，最小值≥100kN/m。通過實(shí)施例4的測試結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，采用膠膜進(jìn)行邊緣軟連接的邊緣連接強(qiáng)度滿足指標(biāo)要求。
飛機(jī)透明件邊緣軟連接對剝離的要求是平均值≥2.3kN/m。通過實(shí)施例5的測試結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，采用膠膜進(jìn)行邊緣軟連接的剝離強(qiáng)度滿足指標(biāo)要求。
通過實(shí)施例4和對比例1對比可發(fā)現(xiàn)，采用制作真空袋抽真空氣壓加壓的方法與機(jī)械加壓的方法邊緣連接強(qiáng)度相當(dāng)；通過實(shí)施例5和對比例2對比可發(fā)現(xiàn)，采用制作真空袋抽真空氣壓加壓的方法與機(jī)械加壓的方法剝離強(qiáng)度相當(dāng)。
以上結(jié)果說明采用膠膜進(jìn)行透明件邊緣軟連接，通過制作真空袋抽真空氣壓加壓的方法可適用于飛機(jī)透明件邊緣軟連接
表1采用膠膜進(jìn)行軟連接的邊緣連接強(qiáng)度測試結(jié)果
表2采用膠膜進(jìn)行軟連接的剝離強(qiáng)度測試結(jié)果