一、蜂窩鋁板

  蜂窩鋁板是由兩層鋁板與蜂窩芯材粘結(jié)成的一種復(fù)合材料。它在航空、航天工業(yè)中得蜂窩鋁板幕墻到廣泛的應(yīng)用,40多年前就在飛機(jī)和宇航飛行器上應(yīng)用,現(xiàn)在飛機(jī)的垂直尾翼、水平尾翼、機(jī)身壁板、艙蓋、機(jī)翼壁板、機(jī)翼全高度蜂窩后緣等都采用蜂窩結(jié)構(gòu),有的飛機(jī)采用了占機(jī)體表面85%的蜂窩結(jié)構(gòu)；運(yùn)載火前小型艙口蓋,火箭上衛(wèi)星整流罩,衛(wèi)星支架和儀器艙,三子級(jí)氫液氧共底等均采用蜂窩結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)形態(tài)特點(diǎn)為:圓柱形和錐體形結(jié)構(gòu),尺寸都很大,也有雙曲面結(jié)構(gòu)。

  它的承載特點(diǎn)是:衛(wèi)星直接安裝在支架上,承受衛(wèi)星在火箭飛行過程中的過載。衛(wèi)星整流罩則承受火箭穿越碉密大氣層時(shí),氣動(dòng)荷載和氣動(dòng)力加熱,整流罩圓柱段需承受150t的荷載,由氣動(dòng)力加熱引起的外面板溫度為150°C左右倒錐則需承受200t的荷載:正是由于航空、宇航飛行器工作條件的苛刻以及對(duì)于結(jié)構(gòu)效率和可靠性的嚴(yán)格要求,最早生產(chǎn)蜂窩結(jié)構(gòu)的飛機(jī)廠如西安飛機(jī)制造廠,除配備整套生產(chǎn)設(shè)備外,還建立了系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝和全面質(zhì)量管理制度,培訓(xùn)熟練的生產(chǎn)人員和質(zhì)量控制人員,建立了完整的質(zhì)檢系統(tǒng),包括膠接試驗(yàn)室,力學(xué)試驗(yàn)室等檢測(cè)機(jī)構(gòu)。

  采用最先進(jìn)檢測(cè)手段,如無損檢測(cè)、C一掃描(水超聲法)、聲阻法、?？藘x、軟X照相、激光全息照相等。配備了專職高級(jí)檢驗(yàn)工程師，制定了涉及全部生產(chǎn)領(lǐng)域的幾十項(xiàng)膠接和蜂窩結(jié)構(gòu)抗彎、抗剪、剝離強(qiáng)度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),形成完善的檢測(cè)體系。從原材料檢驗(yàn)到裝配工藝(組裝固化模具、金屬表面處理及膠粘劑的涂敷、蜂窩夾芯的配制、蜂窩夾芯件的組裝、蜂窩夾芯固化工藝等)的質(zhì)量檢測(cè)(表面質(zhì)量檢測(cè)、外形尺小檢測(cè)、無損膠接質(zhì)量檢測(cè)和隨爐試樣性能檢測(cè)等),保證了產(chǎn)品質(zhì)量,滿足了航空、宇航飛行器對(duì)結(jié)構(gòu)效率和可靠度的嚴(yán)格要求。

1、蜂窩鋁板面板

  蜂窩板面板一般采用3003H19T=1mm(也可用T=1.2mm、1.5mm、1.8mm或2.0mm)防銹鋁鋁板,面板表面處理可用氟碳漆、陶瓷漆或聚氨酯漆噴涂。當(dāng)用氟碳漆時(shí),二涂一烤漆膜厚≥25pm,三涂一烤漆膜厚≥35gm。蜂窩板底板采用3003H19T=0.5mm(也可用0.8mm或1.0mm)防銹鋁鋁板,底板表面處理為保護(hù)性涂飾,一般為化學(xué)氧化處理,膜厚3-5pm。鋁蜂窩芯用3003H19鋁箔T=0.05mm~0.07mm,邊長有3/16”、1/4”、3/8”、3/4”、1”蜂窩板夾層材料為結(jié)構(gòu)膠膜或結(jié)構(gòu)膠粘劑.

(1)蜂窩板厚度:        6mm  10mm  15mm  20mm   30mm  50mm

(2)板標(biāo)準(zhǔn)尺寸:        寬  1000mm  1200mm  2500mm  (最寬1700mm)

                              長  1000mm  1200mm  2500mm  3500mm (最寬9000mm)

(3)蜂窩板公差:           L≤2    2000mm時(shí);±2.0m

                                 L>2    2000mm時(shí);±2.5m

(4)對(duì)角線長度差:        L≤2000m時(shí)≤2.5mm

                                 L>2000mm時(shí); ≤3.5mm

(6)矩形度:              0.5%L

(7)平面度 :              5.0mm     

(8)面板機(jī)械性能:   δb≥160Nvmm2  δ p0.2≥2130N/mm3伸長率6%-10%

(9)膠膜性能: 1)剝離強(qiáng)度(室溫)≥40N/(cm

                   2)剪切強(qiáng)度(室溫)≥30N/m

                  3)剪切強(qiáng)度(80℃)≥18N/m

(10)膠粘劑性能:1)剝離強(qiáng)度(室溫)≥20N/cm

                        2)剪切強(qiáng)度(室溫)≥20N/m

                        3)剪切強(qiáng)度(80℃)≥16N/cmm2

2、蜂窩板表面處理技術(shù)要求

（1)外觀

1)當(dāng)在自然光下從3m遠(yuǎn)的距離垂直目視涂層表面時(shí),涂層應(yīng)無流痕、裂紋、氣泡雜物或其他表面缺陷。

2)對(duì)于涂層表面上的輕微劃傷,可采用室溫固化體系的瓶碳漆來修補(bǔ),修補(bǔ)后應(yīng)與涂層的顏色和光澤一致

(2)厚度

1)當(dāng)按《非磁性金屬基體上非導(dǎo)電覆蓋層摩度測(cè)量漏流方法》方法用數(shù)字式涂層測(cè)量儀測(cè)定于膜厚度時(shí),對(duì)于二涂層,干膜總厚度中最小局部膜厚不應(yīng)低于25μm;對(duì)于三涂層,十膜總厚度中最小局部膜厚不應(yīng)低于35un,或小于規(guī)定厚度值85%的點(diǎn)出現(xiàn)。對(duì)于含底漆的多層涂層,底漆厚度為7.5μm土2.5μm,函漆(即色漆)厚度不低于25μm,罩光漆厚度為10-20μm。

2)由于加工設(shè)備的限制,以及工作的復(fù)雜性影響(如內(nèi)角、內(nèi)槽、板的翻邊處等)、允許這些部位的膜厚低于規(guī)定值,但不允許出現(xiàn)漏底部位。

(3)前處理

1)表向進(jìn)行預(yù)處理是為了除去掛板或型材表面上的油污和臟物,除去鋁基表面上自然形成的疏松的氧化層,以便形成一層和鋁基結(jié)合固,又可與氟碳漆牢固結(jié)合的緊密的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。

2)對(duì)于鋁基材上的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜可以是非結(jié)品的鉻磷酸鹽或鉻酸鹽。

3)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的膜重每平方米不小于431mg,具體按《金屬材料上的轉(zhuǎn)化膜單積上末層質(zhì)量的測(cè)定重量法》方法進(jìn)行。

4)對(duì)于前處理工藝應(yīng)定期進(jìn)行分析和控制,以得到穩(wěn)定、合格的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜.

(4)性能

性能應(yīng)符合(表2)的規(guī)定。

3.蜂窩夾層結(jié)構(gòu)在使用中可能出現(xiàn)多種破壞形式,它們是:

(1)面板在蜂窩輅內(nèi)屈曲(圖1)。

(2)面板局部失穩(wěn)。其結(jié)果可能造成夾芯材料壓壞、夾芯拉斷或脫膠。這種破壞是由板相對(duì)夾芯較弱或格子過大造成的(圖1)

(3)剪切皺折。看起來像是局部失穩(wěn),實(shí)際上是整體屈曲的一種形式、是因夾芯的剪切壞引起的面板突然起皺(圖2)

(4)總體失穩(wěn)。包括夾層板的彎曲變形及橫向剪切變形,其波長比蜂格內(nèi)面板屈曲大(圖3)。

4.蜂窩鋁板幕墻構(gòu)造設(shè)計(jì)

下面介紹蜂窩鋁板典型節(jié)點(diǎn)(圖3)。