蜂窝夹层结构的粘接
今天让威泰和大家好好探讨下蜂窝夹层结构的粘结问题，希望可以给大家带来一定的帮助。
蜂窝夹层结构是重要的粘接结构之一。无论金属蜂窝芯材、非金属蜂窝芯材的制造,以及由蜂窝芯材与面板制成的蜂窝夹层结构,均是用胶黏剂粘接而成。由于蜂窝夹层结构具有高的比强度、比刚度,没有铆钉及缝隙,表面光滑,抗疲劳和声振疲劳及优良的气密性和隔热性、阻尼减振性及高透波性,不仅可用于非承力结构件和承力结构件,还可用于各种功能结构件,如耐高温结构 (阿波罗飞船返回舱的结构层和烧蚀层)、耐超低温 (土星器Ⅳ、通讯卫星运载火箭的液氢液氧箱共底)、透波 (雷达罩)阻尼减振 (仪器支架)等重要结构件。蜂窝夹层结构从制造用材料可分为金属蜂窝夹层结构 (蜂窝芯材和面板均为金属材料)、非金属蜂窝夹层结构 (蜂窝芯材和面板均为非金属材料)及复合蜂窝夹层结构 (蜂窝芯材为非金属材料或金属材料,面板为金属材料或者非金属材料)三种,在火箭、导弹上均被采用。非金属蜂窝芯材使用最多的有玻璃布蜂窝芯材、芳纶纸蜂窝芯材和纸蜂窝芯材,制造工艺通常采用粘接拉伸法,典型工艺流程为:原料纸或布→胶黏剂印胶→叠合→加压加热固化→切割→拉伸→浸渍树脂→晾置→拼接→固化→蜂窝芯。
未经浸渍树脂并固化的蜂窝芯材缺少刚性,而其刚性的大小取决于所选浸渍树脂的类型,通常多浸渍酚醛树脂。所浸树脂溶液的浓度、浸渍时间和浸渍次数决定蜂窝芯中的树脂含量并影响蜂窝芯的性能。
非金属蜂窝夹层结构可采用一次成型法或多次成型法制造,前者是蜂窝芯材和面板均为湿态,装配后于0．03~0．06MPa压力下加热一次固化。其优点是成型方便、生产周期短,适于面积大而形状不太复杂的非承力或次承力结构件;后者是蜂窝芯材和面板单独成型后组装,其优点是制件表面光滑,便于质量检查并及时排除故障,但成型周期较长。根据蜂窝结构件的具体情况,这两种成型方法在航天工业中均有应用。
选择不同蜂窝芯材、面板和胶黏剂,可制成不同特性的蜂窝夹层结构。液氢液氧箱共底,既需承载和绝热,又要绝对密封。为此选择玻璃布蜂窝芯和铝合金面板,而确保粘接质量的关键是所用超低温结构胶性能和蜂窝芯材的型面加工质量。
超低温胶黏剂需具有高的室温强度和超低温下的粘接强度,能制成胶膜,热膨胀系数与被粘材料接近,并能经受二次加温固化等。NHJ．44(尼龙改性环氧胶)能满足上述要求。以粘接经硫酸阳极化处理后的铝合金为例,其剪切强度为:
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