T/CATAGS 58-2022 通用航空器纤维增强复合材料常温胶接工艺

　　ICS 03.220.50 CCS V52

　　CATAGS

　　中 国 航 空 运 输 协 会 团 体 标 准

　　T/CATAGS 58—2022

　　通用航空器纤维增强复合材料

　　常温胶接工艺

　　Normal temperature bonding process of fiber reinforced

　　composite material for general aircraft

　　2022 - 12 - 05 发布 2022 - 12 - 05 实施

　　中国航空运输协会 发 布

　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国航空运输协会提出并归口。

　　本文件主要起草单位：浙江万丰飞机制造有限公司、青岛万丰钻石飞机复合材料制造有限公司、万丰飞机工业有限公司、道尼尔海翼无锡有限公司、北京中航智科技有限公司、江苏美龙振华科技有限公司、浙江万丰奥威汽轮股份有限公司

　　本文件主要起草人：张宝柱、孙洁琼、梁会会、竹杨娜、刘曦微、徐伟伟、魏秀宾、方采文、徐 辰、刘纯光、江合生。

　　通用航空器纤维增强复合材料

　　常温胶接工艺

　　1 范围

　　本文件规定了纤维增强复合材料胶接工艺的材料、设备、人员、工作环境、工艺过程、质量保证等内容。

　　本文件适用于通用航空器纤维增强环氧树脂基复合材料常温胶接。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 3961 纤维增强塑料术语

　　GB/T 13657 双酚-A型环氧树脂

　　HB 5342-2012 复合材料航空制件工艺质量控制

　　AS 9100 航空航天质量管理体系(Quality Management Systems)

　　3 术语和定义

　　GB/T 3961界定的术语和定义适用于本文件。

　　4 材料

　　4, 1 通过要求

　　所有用于胶接的材料，包括树脂、固化剂、填料等应符合许用材料清单的要求，并附有合格证明。

　　4. 2 树脂

　　树脂为双酚A型环氧树脂，性能应满足GB/T 13657的规定。

　　4. 3 固化剂

　　固化剂应与所选树脂相匹配，在适用的树脂体系材料规范中明确规定。

　　4,4 填料

　　4.4.1 填料包括棉絮粉、(非球形)玻璃微孔填料、玻璃微珠等。

　　4.4.2 填料不应有结块、异物，应保持干燥。

　　4.5 胶粘剂

　　4.5.1 胶粘剂由环氧树脂(树脂和固化剂的混合物)和填料混合制备，不同胶粘剂采用的填料及树脂与填料的混合比应满足相应树脂体系的材料规范要求。

　　4.5.2 胶粘剂应采用与胶接复合材料件同样的树脂体系。

　　4.5.3 如胶接复合材料采用不同的树脂体系，胶粘剂应与其中适用范围更严格的树脂体系一致。

　　4.5.4 采用两种及以上填料的，应对填料均匀预混，并满足填料的混合比例要求。

　　4.5.5 胶粘剂应即混即用，超过使用期的胶粘剂，不应使用。

　　5 设备

　　5. 1 概述

　　设备包括工装/夹具、刷子、滚筒、小刮板等。

　　5.2 工装/夹具

　　工装/夹具的使用应遵循以下几点：

　　——可从工装/夹具中取出固化的组件。

　　——检查和清洁工作少。

　　——工装/夹具的设计必须考虑组件和夹具之间的不同热膨胀系数。

　　——符合制造夹具的材料的适用性(加工温度等)。

　　5.3 辅助工具

　　与树脂接触的无法清洁的辅助工具(如刷子或滚筒)只能使用一次。容易清理的辅助工具(如小刮板)，只要状态良好，可以反复使用。辅助工具在使用过程不应对制件造成损伤。

　　6 人员

　　从事复合材料胶接作业的人员，应进行设备的操作和相应工艺规范的培训，经培训合格、获得授权后方可上岗。使用工具和材料时，应遵守相关的安全防护准则。

　　7 工作环境

　　7.1 工作环境应满足所采用树脂体系对环境的要求。如无具体要求，宜满足温度范围 18℃~30℃, 相对湿度不高于 75%。

　　7. 2 生产应在清洁和无尘的环境中进行。以下材料应远离工作区域：

　　a) 油脂和油，硅树脂;

　　b) 脱模剂;

　　c) 异物和粉尘;

　　d) 加工前零部件表面的液体;

　　e) 食品和饮料。

　　8 工艺过程

　　8. 1 概述

　　通用航空器纤维增强复合材料常温胶接的一般工艺流程如下：

　　预定位→胶粘剂用量(高度)确定→表面处理→胶粘剂制备→胶接→ 固化→后固化。

　　8. 2 预定位

　　宜通过工装夹具或样板标记来预定位零部件需要胶接的部位。

　　8. 3 胶粘剂用量(高度)的确定

　　对于关键件/主要结构件，应预估胶粘剂的用量，可通过预装试配确定，即在胶接面上贴定位胶泥，然后预装，测量安装后胶泥的厚度，来确定胶接间隙的宽度，额外应增加不少于30%作为胶粘剂的高度(见图1)。

　　8.4 表面处理

　　8.4.1 胶接面有撕离布的，应先去除撕离布，必要时采用 80~120 目砂纸进行打磨，也可按要求采用喷砂，以防止表面过于光滑。打磨胶接面及其边缘时，避免被底漆或脱模剂污染。宜采用抽真空的方式(如吸尘器)清洁胶接部位，清除打磨过程中残留的灰尘。

　　8.4.2 应避免在表面处理后，使灰尘、油脂、脱模剂、手指、汗液、硅酮或其他物质再次污染胶接面。

　　8.4.3 胶接区域应使用浸过清洁剂的抹布进行清洁。抹布必须保持干净、不起毛且不能重复使用。进入下一步工序之前应按需将清洁剂清理干净，表面不应滞留清洁剂。

　　8.5 胶粘剂制备

　　按所采用树脂体系的材料规范要求混合填料，制备胶粘剂。

　　8.6 胶接

　　8.6.1 胶接面上可按需薄薄的涂刷一层湿树脂(树脂和固化剂的混合物)，再涂胶粘剂。

　　8.6.2 胶粘剂应均匀涂抹在整个胶接部位上，应填充或清除肉眼可见的气泡和凸起。胶粘剂形状宜采用等腰梯形(见图 1)。

　　注：h—梯形稠胶粘剂高度(预装试配确定) h1—胶接后零部件距离

　　h≥h1 × 1.3

　　α=45°~70°

　　图1 胶粘剂高度的确定及胶接方法

　　8.6.3 用适当的夹具控制零部件并定位。移动一个零部件，慢慢向另一个靠近，使空气能够流出。注意：仅向一个方向移动零部件;不重新组合零部件。

　　8.6.4 若胶接两面都有空隙，可再加点胶粘剂，去除胶接空隙。

　　8.6.5 胶接后用目视检查胶粘剂是否过量，去除多余的胶粘剂;检查胶接线是否有气泡，应填充气泡。

　　8.6.6 外部胶接应减少固化后的砂纸打磨，去除外表面多余的胶粘剂(如使用抹刀)。

　　8.7 胶接件的固化和后固化

　　8.7.1 根据所使用的胶粘剂的材料规范要求，进行固化和后固化。

　　8.7.2 制件需进行后固化时，后固化可在烘箱等加热设备内进行。

　　9 质量保证

　　9. 1 质量保证体系

　　质量保证体系推荐采用AS9100标准。

　　9.2 产品检测

　　9.2.1 胶接区域外观空隙应采用 100%目视检查或无损检测，当空隙大于工艺规范规定的允许值时，应进行维修。

　　9.2.2 关键胶接部位，如机身壳体，应 100%进行无损检测。

　　9.2.3 主要胶接部位胶粘剂用量(高度)，如关键结构件(包括外翼、中央翼、舵面以及机身环向结构)可采用抽样检测，建议的抽样规则见 9.3 章节。

　　9. 3 抽样规则

　　9.3.1 主要胶接部位按类别分别进行编号，如外翼 1,2,3, ，中央翼 1,2,3, ， 9.3.2 抽样规则按图 2 的规定执行。当发现不合格时，重新编号。

　　图2 抽样规则

　　9.4 文件和资料

　　文件和资料控制应符合HB 5342-2012第9章的规定。