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20號熱擴無縫鋼管的疲勞壽命
作者: 來源: 日期:2020/6/5 4:13:51
國內自制的熱擴無縫鋼管很多都不能滿足使用要求,因此每年必須進口大量結構膠20世紀40年代起,歐美開始使用膠接技術制造飛機。英國的 DE Haivland公司將酚醛縐醛膠黏劑( Redux-775)用于飛機金屬結構件的膠接,并在二戰中獲得成功應用。20世紀40年代中后期,美國開發出丁腈/酚醛膠黏劑( Meltbond4021),其90°C剝離強度超過20kN/m,且韌性好。20世紀50年代,EP(環氧樹脂)膠黏劑使航空結構膠的膠接技術取得了進一步發展,出現了第二代改性E膠黏劑,并成功應用于無孔蜂窩結構。1963年美國將300架F-4飛機的有孔蜂窩結構全部改裝為無孔蜂窩結構,并將當時新開發的環氧/聚酰胺膠黏劑廣泛用于新杋種中由于175°℃高溫固化的結構膠容易引起鋁合金的昰間腐蝕,1965年中溫固化(120°℃)環氧/丁腈結構膠(FM-123)研制成功;1968年抑制腐蝕底膠(BR-127)問世,使防腐蝕性能得到顯著改善。
目前,采用熱擴無縫鋼管進行膠接的連接方法業已成為各部門產品設計指定的連接方法之一,與焊接、機械連接(鉚接與螺栓連接)方法相比,它具有如下特點1)減輕結構重量膠接比焊接、鉚接及螺栓連接可減少質量25%~30%。這對増加飛機與導彈的飛行速度,提髙航程與有效載重、降低成本都十分有利。如美國航天飛機重量每減少1kg,其發射成本就可減少15000美元;若能使宇宙飛船的設備和材料重量減輕1kg,就可使推進火箭減輕50kg;當飛機的機體結構重量減輕15%,那么在同等燃料消耗的條件下,可使飛行距離和上升速度增加10%,或縮短起飛前的滑行距離的15%。2)接頭應力分布均勻,可提高連接強度膠接結構承受載荷時應力能夠比較均勻地分布在整個膠接面上,應力集中現象不像鉚、焊和螺栓連接那樣嚴重,從而可以大大提高構件的疲勞壽命。實驗證明,飛機的某些構件由鉚接改成膠接之后,疲勞壽命提高了3倍~10倍,與鉚接、點焊相比,膠接的剪切強度高25%以至更多(3)可以連接各種材料膠接不僅在金屬之間,而且在金屬和非金屬之間以及非金屬之間都能獲得良好的連接。連接時,它不受被膠接材料性質、形狀的限制,這是其他連接方式所難以勝任的(4)具有靈活的可調合性膠黏劑制備過程中,可以根據不同的使用要求,制成導電、導熱、導磁等性能。5)具有良好的缐合性能膠接接頭具有密封作用、抗腐蝕性、電絕緣性、耐水性等。此外,膠接結構表面平整光滑,有利于提高空氣動力學性能。
(6)熱擴無縫鋼管工藝比較簡便膠接工藝可以同時完成大面積的膠接,因此在大批生產時可以節省勞動力,降低成本。但是膠接技術并不是十全十美的,目前還處在發展階段,與其他連接方式相比,尚存在以下問題①膠接強度分散性大。制件的膠接技術質量受膠黏劑本身性能、表面處理、涂膠工藝、固化規范、環境條件(溫度、濕度等)諸多因素影響,致使其分散性大,一般在20%左右,而點焊約為15%,鉚接只有8%②非破壞性檢査方法尚不完善。膠接構件最終的非破壞性檢査方法是從金屬材料制件的非破壞性檢査方法衍生而來,如超聲穿透法、超聲共振法、X射線法、熱學檢驗法、液晶顯色法與全息照相法等。由于膠接構件是由不同材質連接起來的,每種方法都有一定的使用范圍,多數還停留在定量或半定量階段等??傊?,至今仍沒有一個十分滿意的無損檢測方法,因而限制了它的應用范圍③在產品膠接時,對膠接件的表面處理及其膠接應嚴格按膠接工藝規范全過程進行監控。有些膠接件還要求在真空壓力罐中于專用工裝夾具中成型④對膠接接頭的力學性能與耐環境性能的硏究并不像金屬材料硏究那么完善與成熟,從而限制了膠黏劑的應用。2使用溫度低。膠黏劑的基體材料多為有機高聚物,一般長期使用溫度不超過150℃,少數的可在200C以上長期工作,但高溫條件使用間仍然有限。由于膠接件膠接接頭的強度隨著溫度的升高迅速下降,阻礙了它的使用另外,膠接件的致命缺點是不均勻扯離強度與剝離強度低,因此它很寳易在結合處邊緣首先發生破壞,從而導致膠接接頭全部破壞。
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