本发明属于固体发动机纤维缠绕壳体绝热结构制作领域，具体地指一种固体火箭发动机纤维缠绕壳体内绝热层冷粘修补方法。
背景技术：
固体火箭发动机是一种性能优越的火箭动力装置，由燃烧室、推进剂、点火器和喷管等部件组成。燃烧室是贮存推进剂的容器，同时提供燃烧的空间，要承受高温3000℃以上、高压燃气流冲刷。燃烧室内绝热层是一层置于壳体内表面与推进剂之问的隔热防护材料，其主要功能是通过自身的不断分解、烧蚀带走大部分热量以缓解高温燃气温度向壳体的传递速度，避免壳体达到危机结构完整性的温度，保证发动机常工作。燃烧室结构的完整性与可靠性，不仅取决于壳体材料的性能，在很大程度上取决于装药前壳体绝热材料性能的先进性和成型工艺的可靠性。
目前，手工粘贴仍然是固体发动机绝热层成型传统沿用的方法，该操作简便经济，应用范围广，需要具备与之匹配的胶粘剂、衬层、推进剂材料及制备工艺技术。由于在绝热层制作过程中受环境条件、胶片尺寸、芯模质量、手工操作等不稳定因素影响，在制造、加工过程中可能出现缺料、杂质等多余物、界面脱粘或由于绝热施工工艺中操作不当造成绝热壳体固化后材料局部粘结面的分离等缺陷。缺陷一般有脱粘、鼓包、虚空、翘边、打折、凹坑等现象，上述缺陷不可避免的影响绝热层正常烧蚀，严重情况下发动机会降级处理，为保证固体发动机正常使用，对有缺陷的绝热层进行修补是不可避免的。
技术实现要素：
本发明的目的就是要针上述技术的不足，提供了一种对表面缺陷进行修补、且保证修补后的内绝热层厚度及粘接面强度满足要求的固体火箭发动机纤维缠绕壳体内绝热层冷粘修补方法。
为实现上述目的，本发明所设计的固体火箭发动机纤维缠绕壳体内绝热层冷粘修补方法，包括以下步骤：
1)预处理
测量内绝热层缺陷的厚度和面积；
2)制备修补用熟胶片
2a)薄通：调整炼胶机的辊轮间距至0.2～0.6m，绝热材料生胶料通过炼胶机进行薄通，且薄通次数为3～4次；绝热材料生胶料选用的是与发动机纤维缠绕壳体相同的绝热材料生胶料；
2b)出片：调整炼胶机辊轮间距，按所需厚度尺寸进行出片制成多张厚度不同的预修补用生胶片；
2c)裁片：将厚度不同的预修补用生胶片按平板模具的尺寸裁剪出相应大小的厚度不同的修补用生胶片，将厚度不同的修补用生胶片分别放入相应型腔深度的平板模具中；
2d)硫化：将装好修补用生胶片的平板模具放入硫化机中硫化
2e)出模：待平板模具温度≤70℃，打开平板模具，取出预修补用熟胶片，去除飞边制成不同厚度的修补用熟胶片；
3)内绝热层缺陷处理
3a)打磨：对需修补的内绝热层缺陷表面进行打磨，缺陷表面打磨面积大于缺陷表面位置且超出缺陷边界30mm，对于缺陷边缘处使用砂布进行打磨，同时对缺陷边缘打磨出坡口，制作的坡口可提高修补用胶片与缺陷位置的贴合程度，保证圆滑过渡；
3b)清洗：将打磨后的缺陷表面位置用乙酸乙酯或丙酮进行清洗，并晾干；
4)修补用熟胶片处理
4a)修补用熟胶片打磨：对制备出的修补用熟胶片两面进行打磨，同时对厚度大于1.0mm的修补用熟胶片四周打磨出坡口，坡口边缘宽度5～10mm，坡口处厚度为0.4～0.6mm；
4b)裁剪：根据缺陷表面面积裁剪出对应尺寸的裁剪后修补用熟胶片，同时对裁剪后修补用熟胶片一面的边界进行磨坡口处理，并选一张厚度为不大于1.0mm的修补用熟胶片裁剪出比缺陷表面面积大30mm2的裁剪后上层修补用熟胶片，用于最上层胶片的覆盖；
4c)清洗：将裁剪后修补用熟胶片和裁剪后上层修补用熟胶片均用乙酸乙酯或丙酮进行清洗，并晾干；
5)配胶粘剂
配制常温固化胶粘剂wagu-90；配制好的胶粘剂在3h内使用，超过使用期后需重新配制；wagu-90胶粘剂是一类能常温固化的聚氨酯胶粘剂，本胶粘剂在粘接胶片时表现出极佳的初粘性，同时具有较高的粘接强度，三元乙丙熟片/三元乙丙熟片剪切强度≥1.0mpa，三元乙丙熟片/三元乙丙熟片扯离强度≥1.5mpa，丁腈橡胶熟片/丁腈橡胶熟片剪切强度≥1.5mpa，丁腈橡胶熟片/丁腈橡胶熟片扯离强度≥2.0mpa；
6)修补
6a)刷胶：使用毛刷将配制好的胶粘剂刷涂在内绝热层缺陷表面位置及裁剪后修补用熟胶片一面，晾置10～30分钟，再进行刷涂第二遍，再晾置5～20分钟后；
6b)贴片：将裁剪后修补用熟胶片按照与缺陷表面相匹配的形状与修补位置进行粘接，粘接时从一侧固定，向另一侧下压，固定后使用辊轮压实排出气泡；通过多层修补最终保证修补的裁剪后修补用熟胶片填满缺陷位置，
缺陷位置被填满后，在最上一层裁剪后修补用熟胶片上表面刷胶，同时超出裁剪后修补用熟胶片边界30mm，刷胶方法同步骤6a)，然后将裁剪后上层修补用熟胶片覆盖到整个缺陷修补位置的正上方；
6c)在缺陷表面修补位置的表面铺放一层脱模布，加压、固化后脱模。
进一步地，所述步骤1)中，测量内绝热层缺陷的厚度和面积之前调节内绝热层修补环境温度和相对湿度、清理内绝热层缺陷表面的灰尘、杂物，其中，修补环境温度为25±10℃、相对湿度≤75％。
进一步地，所述步骤2b)中，出片时打开冷却水，对炼胶机的双辊进行降温，并同时监控双辊辊温，若辊温超过60℃，胶片易粘辊，出片后胶片收缩大，尺寸无法保证，则停止出片，待降温后再继续出片。
进一步地，所述步骤2c)中，平板模具型腔深度分为四类：ⅰ类深度为0.5～0.6mm、ⅱ类深度为1.0～1.1mm、ⅲ类深度1.5～1.6mm、ⅳ类深度2.0～2.1mm。
进一步地，所述步骤2d)中，具体硫化过程如下：
三元乙丙内绝热层硫化工艺：随设备升温至80±5℃，保温20～30min后，加压至3～4mpa，继续升温至150±5℃，硫化时间80～90min，硫化时间结束后断电，随机降温、降压；
或者丁腈内绝热层硫化工艺：随设备升温至80±5℃，保温20～30min后，加压至3～4mpa，继续升温至135±5℃，硫化时间80～90min，硫化时间结束后断电，随机降温、降压。
进一步地，所述步骤2e)中，修补用胶片厚度与ⅰ～ⅳ类平板模具型腔深度一一对应，厚度为0.5～0.65mm的修补用熟胶片由厚度为0.8mm修补用生胶片制备，0.8mm修补用生胶片选用型腔深度为0.5～0.6mm的平板模具；厚度为1.0～1.15mm的修补用熟胶片由厚度为1.2mm修补用生胶片制备，1.2mm修补用生胶片选用型腔深度为1.0～1.1mm的平板模具；厚度为1.5～1.65mm的修补用熟胶片由厚度为1.8mm修补用生胶片制备，1.8mm修补用生胶片选用型腔深度为1.5～1.6mm的平板模具；厚度为2.0～2.15mm的修补用熟胶片由厚度为2.5mm修补用生胶片制备，2.5mm修补用生胶片选用型腔深度为2.0～2.1mm的平板模具。
进一步地，所述步骤5)中，按照a组分：b组分＝100：(3～6)的配比，配制常温固化胶粘剂wagu-90100～300g。
进一步地，所述步骤5)中，胶粘剂配制完成后使用玻璃棒搅拌均匀，且配制好的胶粘剂在3h内使用，超过使用期后需重新配制。
进一步地，所述步骤6b)中，修补的裁剪后修补用熟胶片总厚度原则为：在保证裁剪后修补用熟胶片总厚度大于缺陷深度0.1～0.5mm时，尽可能的减少裁剪后修补用熟胶片的层数，具体如下：
若缺陷深度h≤0.5mm时，使用0.5～0.65mm厚的胶片修补；
若缺陷深度0.5<h≤1.0mm时，使用1.1～1.15mm厚的胶片进行修补；
若缺陷深度1.0<h≤1.5mm时，使用1.5～1.65mm厚的胶片进行修补；
若缺陷深度1.5<h≤2.0mm时，使用2.0～2.15mm厚的胶片进行修补；
若缺陷深度2.0<h≤2.5mm时，使用一层2.0～2.15mm+一层0.5～0.65mm厚的胶片进行修补；
若缺陷深度2.5<h≤3.0mm时，使用一层2.0～2.15mm+一层1.0～1.15mm厚的胶片进行修补，后使用三层1.1～1.15mm厚的胶片进行修补；
若缺陷深度3.0<h≤3.5mm时，使用一层2.0～2.15mm+一层1.5～1.65mm胶片进行修补，或三层1.1～1.15mm+一层0.5～0.65mm厚的胶片进行修补或；
若缺陷深度3.5<h≤4.0mm时，使用2层2.0～2.15mm进行修补，或1层2.0～2.15mm+2层1.1～1.15mm厚的胶片进行修补或；
若缺陷深度4.0<h≤4.5mm时，使用2层2.0～2.15mm+1层0.5～0.65mm厚进行修补，或1层2.0～2.15mm+2层1.1～1.15mm+1层0.5～0.65mm厚的胶片进行修补或；
若缺陷深度4.5<h≤5.0mm时，使用2层2.0～2.15mm进行修补+1层1.1～1.15mm厚的胶片进行修补，或使用5层1.1～1.15mm厚的胶片进行修补。
进一步地，所述步骤6c)中，具体过程如下：
加压：使用真空袋法或砂袋对缺陷位置进行加压固化，使用真空袋法具体过程为：在修补的胶片一周粘接一圈密封腻子，再将真空薄膜沿着密封腻子的走向进行覆盖，同时将真空管伸入薄膜下方，并与密封腻子将粘接管子，保证密封性；真空管与抽真空设备相连，打开抽真空设备，保证压力为-0.05mpa，进行抽真空；
固化：在加压状态下常温固化24～36小时以上；
脱模：清理砂袋、将脱模布清理掉，完成内绝热层修补；或者关闭抽真空设备，取出真空管，再将薄膜及密封腻子、脱模布清理掉，完成内绝热层修补。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1)通过采用常温固化的方式保证对固体发动机内绝热层表面缺陷进行修补，保证内绝热层缺陷的发动机可继续正常使用，解决了因内绝热层缺陷导致发动机无法正常使用或报废的问题；
2)选取wagu-90胶粘剂，解决了绝热材料常温粘接强度代的问题；
3)修补后，在内绝热层表面加压固化，保证修补层与内绝热层本体之间的粘接质量；
4)修补后的内绝热层厚度及粘接面强度满足固体火箭发动机纤维缠绕壳体内绝热层要求，同时保证修补后纤维缠绕壳体的气密性能及烧蚀性能，适用于缺陷深度小于5mm、缺陷面积小于5000mm2的修补。
附图说明
图1为实施例1修补后内绝热层状态照片图；
图2为实施例2修补后内绝热层状态照片图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
本发明固体火箭发动机纤维缠绕壳体内绝热层冷粘修补方法适用于缺陷深度小于5mm、缺陷面积小于5000mm2的修补。
实施例1
1)预处理
1a)调节内绝热层修补环境温度和相对湿度，修补环境温度为25℃、相对湿度为55％；
1b)清理内绝热层缺陷表面的灰尘、杂物；
1c)将橡皮泥嵌入缺陷位置，再将橡皮泥取出，测量橡皮泥的厚度和面积，测量结果即为缺陷深度和缺陷面积，缺陷深度为1.4mm、缺陷面积为15mm×180mm；
2)制备修补用熟胶片
2a)薄通：调整炼胶机的辊轮间距至0.2～0.6m，三元乙丙生胶料通过炼胶机进行薄通，且薄通次数为3～4次；
2b)出片：调整炼胶机辊轮间距，按厚度为1.8mm和1.2mm尺寸进行出片制成多张预修补用生胶片；注意：出片时打开冷却水，对炼胶机的双辊进行降温，并同时监控双辊辊温，若辊温超过60℃，则停止出片，待降温后再继续出片；
2c)裁片：分别将厚度为1.8mm的预修补用生胶片和厚度为1.2mm的预修补用生胶片分别裁剪出140mm×200mm的厚度为1.8mm修补用生胶片和140mm×200mm的厚度为1.2mm修补用生胶片，将140mm×200mm的厚度为1.2mm修补用生胶片放入型腔深度为1.0～1.1mm的平板模具中，将140mm×200mm的厚度为1.8mm修补用生胶片放入型腔深度为1.5～1.6mm的平板模具中；
2d)硫化：将步骤2c)中装好修补用生胶片的平板模具放入硫化机中，三元乙丙内绝热层硫化工艺：随设备升温至80±5℃，保温30min后，加压至3～4mpa，继续升温至150±5℃，硫化时间90min，硫化时间结束后断电，随机降温、降压；
2e)出模：待平板模具温度≤70℃，打开平板模具，取出预修补用熟胶片，去除飞边制成一张厚度1.5mm修补用熟胶片和一张厚度1.0mm修补用熟胶片；
3)内绝热层缺陷处理
3a)打磨：使用风动砂轮或角向磨光机对需修补的内绝热层缺陷表面进行打磨，打磨面积不小于35mm×220mm，缺陷表面打磨面积大于缺陷表面位置且超出缺陷边界30mm，对于缺陷边缘处使用砂布进行打磨，同时对缺陷边缘打磨出坡口，保证圆滑过渡；
3b)清洗：将打磨后的缺陷表面位置用乙酸乙酯或丙酮进行清洗，并晾干；
4)修补用熟胶片处理
4a)修补用熟胶片打磨：使用风动砂轮或角向磨光机对制备出的修补用熟胶片两面进行打磨，同时对修补用熟胶片四周打磨出坡口，坡口边缘宽度5～10mm，坡口处厚度为0.4～0.6mm；
4b)裁剪：根据缺陷表面面积将厚度1.5mm修补用熟胶片裁剪出一张尺寸为15mm×180mm的厚度1.5mm裁剪后修补用熟胶片，同时对裁剪后修补用熟胶片一面的边界进行磨坡口处理，并将厚度1.0mm修补用熟胶片裁剪出一张面积不小于35mm×220mm的厚度1.0mm裁剪后修补用熟胶片，用于最上层胶片的覆盖；
4c)清洗：将厚度1.5mm裁剪后修补用熟胶片和厚度1.0mm裁剪后修补用熟胶片均用乙酸乙酯或丙酮进行清洗，并晾干；
5)配胶粘剂
按照a组分：b组分＝100：4的配比，配制常温固化胶粘剂wagu-90约100g，胶粘剂配制完成后使用玻璃棒搅拌均匀，并在三小时内使用；
6)修补
6a)刷胶：使用毛刷将配制好的胶粘剂刷涂在内绝热层缺陷表面位置及厚度1.5mm裁剪后修补用熟胶片一面，晾置20分钟，再进行刷涂第二遍，再晾置10分钟后；
6b)贴片：将厚度1.5mm裁剪后修补用熟胶片按照与缺陷表面相匹配的形状与修补位置进行粘接，粘接时从一侧固定，向另一侧下压，固定后使用辊轮压实排出气泡；并在厚度1.5mm裁剪后修补用熟胶片上表面刷胶，刷胶面超出厚度1.5mm裁剪后修补用熟胶片边界30mm，刷胶方法同步骤6a)，然后将厚度1.0mm裁剪后修补用熟胶片覆盖到整个缺陷修补位置的正上方；
6c)在缺陷表面修补位置的表面铺放一层脱模布，用于加压隔离；具体如下：
加压：使用15kg砂袋对缺陷位置进行加压固化；
固化：在加压状态下常温固化24～36小时以上；
脱模：清理砂袋、将脱模布清理掉，即完成内绝热层修补。
本实施例1进行内绝热层修补后的内绝热层剪切强度大于1.0mpa，扯离强度大于1.5mpa，层间粘接质量良好，在氧乙炔线烧蚀的考核下，未出现层间剥离、起泡的现象。
同期使用bd301胶粘剂进行三元乙丙内绝热层修补，该胶粘剂的初粘性较差，常温晾置4h或80℃预烘2h后方能具备初粘性，修补后的绝热层剪切强度为0.82mpa，扯离强度为1.14mpa。
实施例2
1)预处理
1a)调节内绝热层修补环境温度和相对湿度，修补环境温度为30℃、相对湿度为65％；
1b)清理内绝热层缺陷表面的灰尘、杂物；
1c)将橡皮泥嵌入缺陷位置，再将橡皮泥取出，测量橡皮泥的厚度和面积，测量结果即为缺陷深度和缺陷面积，缺陷深度为3.8mm、缺陷面积为30mm×40mm；
2)制备修补用熟胶片
2a)薄通：调整炼胶机的辊轮间距至0.2～0.6m，丁腈生胶料通过炼胶机进行薄通，且薄通次数为3～4次；
2b)出片：调整炼胶机辊轮间距，按厚度为2.2mm和1.2mm尺寸进行出片制成多张预修补用生胶片；注意：出片时打开冷却水，对炼胶机的双辊进行降温，并同时监控双辊辊温，若辊温超过60℃，则停止出片，待降温后再继续出片；
2c)裁片：分别将厚度为2.2mm的预修补用生胶片和厚度为1.2mm的预修补用生胶片分别裁剪出140mm×200mm的厚度为2.2mm修补用生胶片和140mm×200mm的厚度为1.2mm修补用生胶片，将140mm×200mm的厚度为1.2mm修补用生胶片放入型腔深度为1.0～1.1mm的平板模具中，将140mm×200mm的厚度为2.2mm修补用生胶片放入型腔深度为2.0～2.1mm的平板模具中；
2d)硫化：将步骤2c)中装好修补用生胶片的平板模具放入硫化机中，丁腈内绝热层硫化工艺：随设备升温至80±5℃，保温30min后，加压至3～4mpa，继续升温至135±5℃，硫化时间90min，硫化时间结束后断电，随机降温、降压；
2e)出模：待平板模具温度≤70℃，打开平板模具，取出预修补用熟胶片，去除飞边制成所需的厚度2.0mm修补用熟胶片和厚度1.0mm修补用熟胶片；
3)内绝热层缺陷处理
3a)打磨：使用风动砂轮或角向磨光机对需修补的内绝热层缺陷表面进行打磨，打磨面积不小于60mm×70mm，缺陷表面打磨面积大于缺陷表面位置且超出缺陷边界30mm，对于缺陷边缘处使用砂布进行打磨，同时对缺陷边缘打磨出坡口，保证圆滑过渡；
3b)清洗：将打磨后的缺陷表面位置用乙酸乙酯或丙酮进行清洗，并晾干；
4)修补用熟胶片处理
4a)修补用熟胶片打磨：使用风动砂轮或角向磨光机对制备出的修补用熟胶片两面进行打磨，同时对修补用熟胶片四周打磨出坡口，坡口边缘宽度5～10mm，坡口处厚度为0.4～0.6mm；
4b)裁剪：根据缺陷表面面积将厚度2.0mm修补用熟胶片裁剪出两张尺寸为30mm×40mm的厚度2.0mm裁剪后修补用熟胶片，同时对裁剪后修补用熟胶片一面的边界进行磨坡口处理，并将厚度1.0mm修补用熟胶片裁剪出一张尺寸为50mm×60mm的厚度1.0mm裁剪后修补用熟胶片，用于最上层胶片的覆盖；
4c)清洗：将厚度2.0mm裁剪后修补用熟胶片和厚度1.0mm裁剪后修补用熟胶片均用乙酸乙酯或丙酮进行清洗，并晾干；
5)配胶粘剂
按照a组分：b组分＝100：4的配比，配制常温固化胶粘剂wagu-90约100g，胶粘剂配制完成后使用玻璃棒搅拌均匀，并在三小时内使用；
6)修补
6a)刷胶：使用毛刷将配制好的胶粘剂刷涂在内绝热层缺陷表面位置及一张厚度2.0mm裁剪后修补用熟胶片一面，晾置10分钟，再进行刷涂第二遍，再晾置5分钟后；
6b)贴片：将一张厚度2.0mm裁剪后修补用熟胶片按照与缺陷表面相匹配的形状与修补位置进行粘接，粘接时从一侧固定，向另一侧下压，固定后使用辊轮压实排出气泡；在该厚度2.0mm裁剪后修补用熟胶片上表面和第二张厚度2.0mm裁剪后修补用熟胶片霞表面刷胶粘剂，方法同步骤6a)，晾置10分钟后再将第二张厚度2.0mm裁剪后修补用熟胶片粘接至第一张厚度2.0mm裁剪后修补用熟胶片上方；
在厚度1.0mm裁剪后修补用熟胶片下表面刷胶，并在第二张厚度2.0mm裁剪后修补用熟胶片上表面均刷胶，刷胶区域超出厚度2.0mm裁剪后修补用熟胶片边界30mm，刷胶方法同步骤6a)，然后将厚度1.0mm裁剪后修补用熟胶片覆盖到整个缺陷修补位置的正上方；
6c)在缺陷表面修补位置的表面铺放一层脱模布，用于加压隔离；具体如下：
加压：使用真空袋法加压固化，具体过程为：在修补的胶片一周粘接一圈密封腻子，再将真空薄膜沿着密封腻子的走向进行覆盖，同时将真空管伸入薄膜下方，并与密封腻子将粘接管子，保证密封性；真空管与抽真空设备相连，打开抽真空设备，保证压力为-0.05mpa，进行抽真空；
固化：在加压状态下常温固化24～36小时以上；
脱模：关闭抽真空设备，取出真空管，再将薄膜及密封腻子、脱模布清理掉，即完成内绝热层修补。
本实施例1进行内绝热层修补后的绝热层层剪切强度大于1.0mpa，扯离强度大于1.5mpa，层间粘接质量良好，在氧乙炔线烧蚀的考核下，未出现层间剥离、起泡的现象。