板材修理方法与流程

本发明涉及一种板材修理方法。

背景技术：

板材由于结构简单、制作方便，广泛应用于建筑、公路运输、轨道交通、航空、传播以及风电等领域。对于应用于航空领域的板材，由于其应用环境苛刻，板材出现损伤的几率也大大增加。为了不影响后续的使用，板材的修理已成为一个受到广泛关注的问题。

在现有的板材修理方法中，为了使修理后的板材具有较高的强度，修理人员采用17#填料(ecs2010.10)替换板材损伤部位。然而，该17#填料重量较大，影响了板材的使用性能。

需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种板材修理方法，能够在不增加板材重量的情况下使修理后的板材具有较高的强度。

根据本发明的一个方面，提供一种板材修理方法，包括：去除所述板材的损伤部以形成填充腔；在所述填充腔内填充泡沫铝材料。

在本公开的一种示例性实施例中，在所述填充腔内填充泡沫铝材料包括：提供填充件，所述填充件为泡沫铝材料，且与所述填充腔的形状相匹配；在所述填充腔的内表面与所述填充件的外表面涂覆粘结剂；将所述填充件粘结于所述填充腔内。

在本公开的一种示例性实施例中，所述板材包括正对设置的第一面板和第二面板以及位于所述第一面板和所述第二面板之间的夹芯体，板材修理方法中形成所述填充腔包括：确定所述损伤部位置；在所述第一面板上对应于所述损伤部位置的区域开设通道孔，以形成填充腔；其中，所述通道孔延伸至所述第二面板靠近所述夹芯体的一侧。

在本公开的一种示例性实施例中，所述板材修理方法还包括：提供贴片；使所述贴片覆盖所述通道孔。

在本公开的一种示例性实施例中，所述贴片包括：盖体，紧靠在所述第一面板上远离夹芯体的一侧；嵌入体，设于所述盖体靠近所述夹芯体的一侧，所述嵌入体嵌入所述通道孔，且与所述通道孔在所述面板中的形状相匹配。

在本公开的一种示例性实施例中，所述嵌入体呈圆台状。

在本公开的一种示例性实施例中，所述嵌入体的高与母线的比例小于

在本公开的一种示例性实施例中，所述盖体远离所述夹芯体的一侧为弧面。

在本公开的一种示例性实施例中，所述贴片的材料与所述第一面板的材料相同。

在本公开的一种示例性实施例中，所述贴片与所述通道孔的接触面涂覆有粘结剂。

本发明相比现有技术的有益效果在于：本发明公开的方法以泡沫铝材料替换板材的损伤部，一方面，由于泡沫铝材料具有较高的强度和较小的密度，使得该修理方法能够在不增加板材重量的情况下使修理后的板材具有较高的强度；另一方面，泡沫铝材料可设计性强，通过控制泡沫铝材料的密度、膨胀系数、孔径大小、通孔率等参数，可以适应各种材质板材的修理要求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

通过参照附图来详细描述其示例性实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本公开板材修理方法一实施方式的流程图；

图2为本公开板材修理方法中去除所述板材的损伤部以形成填充腔的流程图；

图3为本公开板材修理方法中在所述填充腔内填充泡沫铝材料的流程图；

图4为本公开板材修理方法另一实施方式的流程图；

图5为本公开板材修理方法中夹层结构的整体结构示意图；

图6为本公开板材修理方法中夹层结构的主视图。

图中：1、填充腔；2、贴片；21、盖体；22、嵌入体；3、填充件；4、第一面板；5、第一胶层；6、夹芯体；7、粘结剂；8、第二面板；9、第二胶层。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免模糊本公开的各方面。

用语“一”、“该”、“所述”和“至少一种”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

板材，特别是是具有夹层结构的板材，在制造、加工及使用中容易发生损伤，影响结构的正常使用，如果发现结构存在损伤就进行更换，会造成经济上的浪费，因而有必要对损伤的板材采取一定技术进行损伤修理。根据板材的结构、损伤的类型和大小，采用不同的修理方法，最常用的包括树脂注射、树脂灌注和填充、机械连接贴片、贴补和挖补等。贴补，很难获得理想的气动外形，抗剥离能力差，适用于不太重要构件、较薄层板、受背面通道限制不便采用其他修理方法的构件。挖补，与贴补相似，也是先钻孔去除受损部位的材料，但不同的是，所钻的是有一定锥度的孔然后用胶粘剂把匹配的布片粘结上去，一般用于修理有严格外形要求的构件，修理效果更好，应用更为广泛。

本公开实施方式提供一种板材修理方法，如图1所示，所述板材修理方法可以包括步骤s11和步骤s12。其中：

步骤s11、去除所述板材的损伤部以形成填充腔。

步骤s12、在所述填充腔内填充泡沫铝材料。

本公开实施方式以泡沫铝材料替换板材的损伤部，一方面，由于泡沫铝材料具有较高的强度和较小的密度，使得该修理方法能够在不增加板材重量的情况下使修理后的板材具有较高的强度；另一方面，泡沫铝材料可设计性强，通过控制泡沫铝材料的密度、膨胀系数、孔径大小、通孔率等参数，可以适应各种材质板材的修理要求；又一方面，减少了板材因损伤而更换的次数，降低了经济上的浪费。

下面，将对本公开实施方式中板材修理方法的步骤进行进一步的说明。

步骤s11、去除所述板材的损伤部以形成填充腔。

在一实施方式中，该板材可以为单独的面板结构或者夹层结构。以板材为夹层结构为例，如图5和图6所示，该夹层结构包括正对设置的第一面板4和第二面板8以及位于第一面板4和第二面板8之间的夹芯体6。其中，该第一面板4和第二面板8由相同的材料制备而成，该材料例如可以为碳纤维或玻璃钢，以便具有较高的强度，当然，其材料还可以是其它具有较高强度的材料，在此不再一一列举。此外，该夹芯体6可以为蜂窝夹芯体，更具体的，该夹芯体6为铝蜂窝夹芯体，但本公开实施方式中的夹芯体6不限于此。此外，该夹层结构还可以包括位于第一面板4和夹芯体6间的第一胶层5，以及位于第二面板8与夹芯体6间的第二胶层9。

在一实施方式中，该损伤可以为制造损伤或冲击损伤。其中，该制造损伤可以是在机械加工和装配时产生的，例如刻痕、擦伤或钻孔不当。该冲击损伤可以是由高能量冲击引起的，例如子弹、非包容发动机碎片、鸟撞等外来物的冲击造成的损伤，还可以是低能量冲击，例如叉车等维护设施的撞击造成的损伤。

如图2所示，以该板材为夹层结构为例，所述步骤s11可以包括步骤s111和步骤s112。其中：

步骤s111、确定所述损伤部位置。

在一实施方式中，损伤部位置的确定方法可以包括目视检查、渗透检测、射线检测和超声波检测中的至少一种。举例而言，损伤部位置通过射线检测确定。其中，射线为x射线，并通过检测损伤部与无损伤部队射线的吸收能力差异判断损伤部位置。通过x射线检测，不仅可以检测出夹层结构的表面裂纹，还可以检测出目视不能到达的内部裂纹。此外，在确定损伤部位置时可以同时采用上述方法确定损伤部的范围，并对损伤结构进行损伤容限和剩余强度分析，根据分析结果决定是否进行修理。

步骤s112、如图5和图6所示，在所述第一面板4上对应于所述损伤部位置的区域开设通道孔，以形成填充腔1，其中，所述通道孔延伸至所述第二面板8靠近所述夹芯体6的一侧。

通过开设通道孔以去除上述确定的损伤部。在一实施方式中，将夹层结构固定于开孔装置的载台，在第一面板4上对应于损伤部位置的区域划定所要开设的通道孔的外周线，采用与该外周线大小适配的钻头进行钻孔作业。此外，钻孔作业过程中要避免钻头损伤到第二面板8，从而保证该通道孔延伸至第二面板8靠近夹芯体6的一侧。此外，形成通道孔后对通道孔进行清洁作业，例如可以通过用丙酮清洗通道孔表面，当然，还可以采用其它极性较强的溶剂。本公开实施方式不在此一一列举。

步骤s12、在所述填充腔内填充泡沫铝材料。

泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而成，具有优良的绝热保温、电磁屏蔽、导电、吸声吸能等特性。在使用泡沫铝修理板材时，通过控制泡沫铝材料的上述特性，能够使修理后的板材具有新的效果。在一实施方式中，板材是应用在有电磁屏蔽要求和吸声要求的装置上，采用泡沫铝材料修理后的板材能提供更好的电磁屏蔽和吸声性能。此外，该泡沫铝材料可以为液体或固体。举例而言，该泡沫铝材料为液体，通过将液体泡沫铝材料浇注于填充腔中以完成填充作业。

以含有蜂窝夹芯体的夹层结构为例，现有修理方法中除了17#填料外，还可以采用新蜂窝夹芯和低黏度化合物作为填充材料。与新蜂窝夹芯和低黏度化合物相比，泡沫铝材料具有更好的修理效果，同时满足了夹层结构损伤修理时所要求的静强度、稳定性、耐久性、刚性、气动外形、工作温度、环境影响、重量和平衡等要求。

如图3所示，所述步骤s12可以包括步骤s121、步骤s122以及步骤s123。其中：

步骤s121、提供填充件，所述填充件为泡沫铝材料，且与所述填充腔的形状相匹配。

在一实施方式中，以泡沫铝材料为固体为例，通过加工固体泡沫铝材料，形成与该填充腔的形状相匹配的填充件。具体而言，当填充腔呈圆柱形时，该填充件也为圆柱形，且具有相同的尺寸；当填充腔为圆锥形时，该填充件为具有相同尺寸的圆锥。当然，该填充件与填充腔还可以是其它形状，本公开实施方式不在此一一列举。此外，加工所选用的固体泡沫铝材料的密度与板材的密度接近。

步骤s122、如图5和图6所示，在所述填充腔1的内表面与所述填充件3的外表面涂覆粘结剂7。

在一实施方式中，在该填充腔1的内表面涂覆粘结剂7，例如可以通过喷涂的方式实现。此外，在该填充件3的外表面涂覆粘结剂7，例如可以通过将填充件3浸入液态粘结剂7中实现。此外，该粘结剂7在室温下可有效固化，以能够有效地连接填充件3与填充腔1，该粘结剂7例如可以为ea9396胶。通过在填充腔1的内表面与填充件3的外表面涂覆粘结剂7，增大了填充件3与填充腔1间的结合力，提高了板材对外部作用力的抵抗能力，增强了板材的强度。

步骤s123、如图5和图6所示，将所述填充件3粘结于所述填充腔1内。

在一实施方式中，以填充件3为圆柱形为例，将填充件3放置于填充腔1后，旋转填充件3，并使填充件3在填充腔1中上下移动，使上述涂覆的粘结剂7能够均匀分布于填充腔1内表面与填充件3外表面，从而增大了填充件3与填充腔1间的结合力，进一步增强了板材的强度。

如图4所示，本公开另一实施方式的板材修理方法还包括步骤s13和步骤s14。其中：

步骤s13、如图5和图6所示，提供贴片2。

在一实施方式中，该贴片2材料与第一面板4的材料相同，以使所修理后的板材具有良好的均质性。此外，该贴片2可以包括盖体21和嵌入体22。其中，盖体21紧靠在第一面板4上远离夹芯体6的一侧，用于覆盖通道孔。该盖体21远离夹芯体6的一侧为弧面，以使修复后的板材在用于航空领域时具有良好的气动外形。该盖体21靠近夹芯体6的一侧为平面，更具体的，该平面为圆形平面，且该圆形平面的半径至少比夹芯体6中的通道孔的半径大20mm，例如可以为22mm。另外，该嵌入体22设于盖体21靠近夹芯体6的一侧，该嵌入体22嵌入通道孔，且与通道孔在面板中的形状相匹配。嵌入体22的形状例如可以为圆台状，该圆台状嵌入体的高与母线的比例小于例如可以为或但本公开实施方式中圆台状嵌入体22的高与母线的比例不限于此。该比例下的嵌入体22可以极大地提高修理后板材的强度。

步骤s14、使所述贴片覆盖所述通道孔。

在一实施方式中，如图6所示，该贴片2用于覆盖通道孔的表面涂覆有粘结剂7，该粘结剂7与填充件3外表面所涂覆的粘结剂相同。通过涂覆该粘结剂7，增强了贴片2与板材的结合力，提高了贴片2的抗剥离能力。此外，在将贴片2覆盖通道孔后，需要进行粘结剂7的固化处理，可以在室温下固化，或者采用加热固化。在固化结束后，对板材进行外表面处理，例如可以对板材进行擦拭，以清洁表面。若原板材表面设有涂层，也需要进行恢复涂层作业。此外，修理结束对修理情况进行检查评估。以蜂窝夹层结构为例，去除夹层结构中损伤的蜂窝以形成填充腔，采用泡沫铝材料作为填充件来修理，通过有限元分析，所修理后的蜂窝夹层结构强度恢复达到100％。

本领域技术人员在考虑说明书及实践后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。