一种飞机操纵手柄薄壁壳体防变形修复方法与流程

本发明涉及飞机部附件修理技术领域，具体为一种飞机操纵手柄薄壁壳体防变形修复方法。

背景技术：

飞机操纵手柄壳体采用铸造工艺一体成型，壳体壁厚3mm，材料为铸铝zl101a，手柄握持部位采用胶料5860hg6-407-79覆盖，内部装有各类线缆和电气元器件，壳体用于提供防护并支承各类元器件安装，形位精度要求较高。操纵手柄是飞机操纵系统的重要部件，用于操纵飞机运转并实现预定控制功能。由于手柄主体材料为铸铝，强度和硬度均不高，在飞机日常使用和定期维护过程中，易在螺纹孔、安装孔和定位销等部位出现磕伤、磨损甚至是裂纹等损伤，影响手柄操作和使用可靠性，需对损伤进行修理。

对于上述损伤修理，目前普遍采用的是焊接修理方法，但针对上述薄壁壳体，采用常规修理方法主要存在以下问题：一是该壳体壁厚仅3mm，焊接热输入大，易造成壳体受热变形，影响内部元器件安装定位精度；二是手柄握持部位所覆盖的胶料5860为常温丁腈橡胶，压制成型，无法在修理时分解，而该胶料最高使用温度不超过100℃，若采用常规方法对缺陷进行补焊，极易造成胶料损伤，产生修理次生缺陷。

技术实现要素：

针对飞机操纵手柄薄壁壳体磕伤、磨损、裂纹等损伤，本发明提供了一种飞机操纵手柄薄壁壳体防变形修复方法，利用低温无明火的冷喷涂技术，控制修复温度在100℃以下，实现了操纵手柄的低温修复，避免了零件变形和胶料受热损伤，减少了修理次生缺陷的产生，提高了修理合格率和修复可靠性。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种飞机操纵手柄薄壁壳体防变形修复方法，具体步骤如下：

(一)取出操纵手柄薄壁壳体内部安装的各类电气元器件及开关、导线，去除不进行修复的多余结构，保留有损伤的手柄壳体；

(二)依次对操纵手柄薄壁壳体上的损伤处进行表面漆层及硫酸阳极化层去除、缺陷打磨、打磨后的损伤处制成方便喷涂的u型坡口；

(三)对操纵手柄薄壁壳体上非喷涂区域以及内部腔体进行遮蔽防护，用无水乙醇清洗待喷涂的损伤处，并擦拭干燥；

(四)采用46目棕刚玉砂对待喷涂的损伤处进行表面喷砂毛化预处理；

(五)喷砂预处理后2h内，使用冷喷涂设备对待喷涂的损伤处进行冷喷涂增材；

(六)按照图样要求，对喷涂后的操纵手柄薄壁壳体上的损伤处涂层进行加工修整；

(七)对修整后的操纵手柄薄壁壳体上的损伤处进行着色探伤，检查操纵手柄薄壁壳体上的损伤处及损伤处周边过渡区域是否有无缺陷，若有缺陷，则返工重复执行步骤(二)至步骤(六)，直至探伤检查到无缺陷；

(八)清洗擦拭干燥并目视检查修整后的操纵手柄薄壁壳体上的损伤处，再在修整后的操纵手柄薄壁壳体上的损伤处涂刷两层聚氨酯底漆、一层灰色无光磁漆进行表面处理；

(九)恢复操纵手柄的安装，并在湿度不大于70％的环境下用500v兆欧表检查操纵手柄壳体与内部电子元器件之间的绝缘电阻是否小于20mω；

(十)若小于20mω，则将操纵手柄分解，目视检查壳体内部、导线及电子元器件的表面状态是否损伤及残留金属屑，检测导线的绝缘电阻是否达到20mω的合格标准；

(十一)若无步骤(十)中的问题，则重复步骤(九)，直至操纵手柄壳体与内部电子元器件之间的绝缘电阻不小于20mω，若存在步骤(十)中的问题，则进行相应的清理残留金属屑、更换导线后，再重复步骤(九)，直至操纵手柄壳体与内部电子元器件之间的绝缘电阻不小于20mω。

进一步地，步骤(二)中损伤处表面漆层及硫酸阳极化层去除的具体过程为：先采用80～120目砂纸粗抛，再采用320目砂纸进行精抛，磨抛打磨至损伤处无漆层、金黄色氧化层并露出基体金属光泽为止。

进一步地，步骤(二)中损伤处缺陷打磨包括腐蚀缺陷打磨、裂纹缺陷打磨、磕伤缺陷打磨以及磨损缺陷打磨，其中，腐蚀缺陷及裂纹缺陷需将缺陷完全去除，磕伤缺陷打磨及磨损缺陷仅需将周围毛刺、不平区域打平。

进一步地，步骤(五)中损伤处冷喷涂时的工艺参数具体如下：

(a)涂层材料：al+al2o3混合粉末，采用机械法混合，其中al2o3含量为20％～30％，粉末粒径为5～45μm；

(b)喷涂载气：99.99％氮气；

(c)喷涂距离：15～25mm；

(d)喷枪压力：200～220psi；

(e)加热温度：300～350℃；

(f)送粉量：30～40g/min。

进一步地，步骤(五)中损伤处冷喷涂的具体过程如下：

(a)以单层厚度不超过0.1mm，每沉积两层左右停喷涂2～3min的控制方式对操纵手柄薄壁壳体上的损伤处进行喷涂，喷涂过程中用压缩空气进行冷却；

(b)当操纵手柄薄壁壳体上的损伤处温度过高时延长停喷涂时间，单次停喷涂时间不得超过10min；

(c)对喷涂的损伤处进行温度监控并控制温度在100℃以下；

(d)根据加工需要，保留1～2mm的涂层加工余量。

进一步地，步骤(六)中喷涂后的损伤处涂层加工修整的具体过程如下：

(s1)按照壳体图样要求，对喷涂后的损伤处涂层重新配钻螺纹孔、安装孔，并用丝锥攻制螺纹；

(s2)使用电动打磨工具对喷涂后损伤处涂层上的定位销部位进行粗打磨和修整外形；

(s3)打磨时先用涂层高点开始，快加工至壳体图样要求时改用手工打磨精修尺寸和粗糙度；

(s4)打磨后的喷涂后损伤处涂层应过渡圆滑、无棱角，修复部位处的粗糙度不劣于ra3.2μm。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明提供低温无明火的冷喷涂技术，能够在较低的温度下实现铝合金薄壁类壳体防变形修复，有效地避免了传统焊接修复工艺热输入大，造成壳体变形影响安装，以及导致外部包覆5860胶料受热损伤等问题，减少了修理次生缺陷的产生，提高了修理合格率和修复可靠性，修复效果显著。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1为本发明中飞机操纵手柄的结构示意图一；

图2为本发明中飞机操纵手柄的结构示意图二。

图中：1、手柄壳体；2、手柄壳体上包覆的5860胶料；3、壳体上易损伤的螺纹孔和安装孔；4、壳体上易损伤的定位销孔。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本发明进一步阐述。

如图1和图2所示，为本发明所要修理的飞机操纵手柄，其中，主要针对图1和图2中标号3(即壳体上易损伤的螺纹孔和安装孔)和标号4(即壳体上易损伤的定位销孔)位置处进行低温修复。

一种飞机操纵手柄薄壁壳体防变形修复方法，具体步骤如下：

(一)取出操纵手柄薄壁壳体内部安装的各类电气元器件及开关、导线，去除不进行修复的多余结构，保留有损伤的手柄壳体1。

(二)依次对操纵手柄薄壁壳体上的损伤处进行表面漆层及硫酸阳极化层去除、缺陷打磨、打磨后的损伤处制成方便喷涂的u型坡口。

具体的，其中，操纵手柄薄壁壳体上的损伤处表面漆层及硫酸阳极化层去除过程为：先采用80～120目砂纸粗抛，再采用320目砂纸进行精抛，磨抛打磨至损伤处无漆层、金黄色氧化层并露出基体金属光泽为止。打磨过程中应注意对手柄壳体上包覆的5860胶料2进行防护。

接着，操纵手柄薄壁壳体上缺陷打磨包括腐蚀缺陷打磨、裂纹缺陷打磨、磕伤缺陷打磨以及磨损缺陷打磨，其中，腐蚀缺陷及裂纹缺陷需将缺陷完全去除，磕伤缺陷打磨及磨损缺陷仅需将周围毛刺、不平区域打平。缺陷打磨后应确保打磨后的损伤处与非损伤处部位圆滑过渡，以避免应力集中。

最后，将打磨后的损伤处制成u型坡口的目的在于，以方便后续的冷喷涂并提升涂层与基材的结合效果。

(三)对操纵手柄薄壁壳体上非喷涂区域以及内部腔体进行遮蔽防护，用无水乙醇清洗待喷涂的损伤处，并擦拭干燥。

具体的，采用遮蔽胶带对操纵手柄薄壁壳体上非喷涂区域以及内部腔体等部位进行防护，以及对内部电子元器件的安装部位进行重点防护，以避免后续冷喷涂过程中未沉积的金属粉尘进入操纵手柄薄壁壳体内部带来短路风险。

使用干净不起毛的棉布擦拭，并用洁净干燥的压缩空气进行干燥，注意的是，本发明此步骤中操纵手柄薄壁壳体上的对待喷涂损伤处不宜采用丙酮清洗，这是因为胶料5860属丁腈橡胶，防护不当易产生溶胀。

(四)采用46目棕刚玉砂对待喷涂的损伤处进行表面喷砂毛化预处理。

具体的，喷砂用的46目棕刚玉砂砂粒应干燥、无油污和其他杂质，吹砂时要均匀，喷砂枪在待喷涂的损伤处上停留时间不允许超过15s。喷砂后要求喷砂区域完全覆盖待喷涂的损伤处表面，喷砂后的待喷涂的损伤处表面应粗糙均匀，无光泽和暗斑，喷完后用洁净、干燥的压缩空气吹走残留的砂粒。

(五)喷砂预处理后2h内，使用冷喷涂设备对待喷涂的损伤处进行冷喷涂增材。

具体的，为避免预处理后的基体再次被污染和氧化(铝合金活性较高，空气中易产生氧化膜)，喷涂与预处理间间隔时间不得超过2h。

使用冷喷涂设备对待喷涂的损伤处冷喷涂时的工艺参数具体如下：

(a)涂层材料：al+al2o3混合粉末，采用机械法混合，其中al2o3含量为20％～30％，粉末粒径为5～45μm；

(b)喷涂载气：99.99％氮气；

(c)喷涂距离：15～25mm；

(d)喷枪压力：200～220psi；

(e)加热温度：300～350℃；

(f)送粉量：30～40g/min。

喷涂过程：为控制整个修复过程零件基体温度在100℃以下，喷涂前预热温度不宜过高，40℃即可；实际喷涂时可通过提高喷枪的移动速度，减少单次沉积厚度，控制单层厚度不超过0.1mm，沉积2层左右停枪2～3min，并用压缩空气冷却，待基体冷却至40℃左右可再次喷涂，若零件基体温度过高可适当延长停枪冷却时间，但单次停枪时间不得超过10分钟，反复执行多遍至所需要的涂层厚度完成修复。整个喷涂过程中应对零件基体温度进行监控并控制在100℃以下，应根据实际加工需要，留有1～2mm涂层加工余量。

(六)按照图样要求，对喷涂后的操纵手柄薄壁壳体上的损伤处涂层进行加工修整。

具体的，喷涂后的损伤处涂层加工修整的具体过程如下：

(s1)按照壳体图样要求，对喷涂后的损伤处涂层重新配钻螺纹孔、安装孔，并用丝锥攻制螺纹；

(s2)使用电动打磨工具对喷涂后损伤处涂层上的定位销部位进行粗打磨和修整外形；

(s3)打磨时先用涂层高点开始，快加工至壳体图样要求时改用手工打磨精修尺寸和粗糙度；

(s4)打磨后的喷涂后损伤处涂层应过渡圆滑、无棱角，修复部位处的粗糙度不劣于ra3.2μm。

(七)对修整后的操纵手柄薄壁壳体上的损伤处进行着色探伤，检查操纵手柄薄壁壳体上的损伤处及损伤处周边过渡区域是否有无缺陷，若有缺陷，则返工重复执行步骤(二)至步骤(六)，直至探伤检查到无缺陷。

(八)清洗擦拭干燥并目视检查修整后的操纵手柄薄壁壳体上的损伤处，再在修整后的操纵手柄薄壁壳体上的损伤处涂刷两层聚氨酯底漆、一层灰色无光磁漆进行表面处理。

具体的，用无水乙醇对修复后的零件进行清洗，去除残留的金属粉末和探伤液，并用洁净干燥的压缩空气吹净，完成后对壳体内部进行目视检查，应确保无金属粉末和探伤液残留。

(九)恢复操纵手柄的安装，并在湿度不大于70％的环境下用500v兆欧表检查操纵手柄壳体与内部电子元器件之间的绝缘电阻是否小于20mω。

(十)若小于20mω，则将操纵手柄分解，目视检查壳体内部、导线及电子元器件的表面状态是否损伤及残留金属屑，检测导线的绝缘电阻是否达到20mω的合格标准。

(十一)若无步骤(十)中的问题，则重复步骤(九)，直至操纵手柄壳体与内部电子元器件之间的绝缘电阻不小于20mω，若存在步骤(十)中的问题，则进行相应的清理残留金属屑、更换导线后，再重复步骤(九)，直至操纵手柄壳体与内部电子元器件之间的绝缘电阻不小于20mω。

通过采用本发明中的工艺方法，能在较低的温度下实现铝合金薄壁类壳体防变形修复，可有效避免传统焊接修复工艺热输入大，造成壳体变形影响安装，以及导致外部包覆5860胶料受热损伤等问题，修复效果显著。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。