[发明专利]大型承力筒端框胶接质量控制的方法

说明书

本发明提供了一种涉及复合材料结构件胶接装配领域的大型承力筒端框胶接质量控制的方法，具体步骤如下：S1、对筒体端框处的内外蒙皮环形胶接面进行三维扫描，S2、依据蒙皮扫描轮廓加工端框的胶接面处侧壁；S3、试装端框，使端框与筒体的长轴和短轴相对应；S4‑S5、在内外蒙皮的端框胶接处加工溢胶孔；S6、在装配工装上定位胶接筒体与上端框，配打上端框处安装孔；S7、上下翻转筒体，在装配工装上定位胶接筒体与下端框，配打下端框处安装孔。本发明通过扫描大型筒体内外蒙皮的实际轮廓，确定上下端框的胶接面侧壁加工尺寸，并适配筒体与端框的长轴和短轴，降低了胶接间隙波动范围，提升了端框与蒙皮之间胶接间隙的控制能力。

技术领域

本发明涉及复合材料结构件胶接装配领域，具体地，涉及大型承力筒端框胶接质量控制的方法。

背景技术

复合材料蒙皮铝蜂窝夹层结构承力筒常作为卫星中央的主承力结构件，与火箭对接，需有较高刚度和抗扭转性能；随着航天技术的发展，对典型承力筒结构产品提出了大型化、大承载能力的设计和制造要求，大型承力筒可作为运载火箭的一个舱体，用于仪器设备的安装，主要承受轴向拉伸和压缩载荷作用。

承力筒上下端框与内外蒙皮的胶接方式及胶接质量对于大型承力筒的承载能力具有重要影响，其典型的可靠装配方式为将端框插入筒体两端内外蒙皮之间进行胶接。目前，端框胶接装配工艺多采用传统方式，即按零件理论值分别单独成型复合材料筒体和端框，在装配工装上同时定位胶接上、下端框，该工艺方式能满足多数典型承力筒的设计要求，但对于大直径、承载要求高的承力筒存在以下问题：

1、大型蜂窝夹层结构承力筒的筒体在工装上成型，在热压罐中固化，成型工装的加工及组合装配偏差、热压罐内温度及升温速率不均匀分布、筒体热应力等因素造成端框处的内外蒙皮实际周长及圆度存在较大波动；大尺寸铝合金端框刚性不足，加工后易变形。以上因素导致端框与蒙皮的胶接间隙难以达到理论值0.1～0.3mm，而胶接间隙过大会导致端框胶接质量下降，影响产品承载能力。

2、大型端框涂胶后插入内外蒙皮时，因其装配难度较大，需多次调整端框胶接姿态，会在胶接区域引入气泡，且胶液粘度较大，部分气泡不能顺利逸出，形成固化后的胶接缺陷，影响端框胶接质量。

3、常规方式胶接下端框时，下端框安装面朝下，因大型承力筒端框胶接间隙难控制，局部间隙较大处会大量流胶，形成胶接缺陷。

因此，研发一种大型承力筒端框胶接质量控制的工艺方法具有必要性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种大型承力筒端框胶接质量控制的方法。

根据本发明提供的一种大型承力筒端框胶接质量控制的方法，具体步骤如下：

S1、对筒体上端框及下端框处的内外蒙皮环形胶接面进行三维扫描；

S2、依据蒙皮环形胶接区域扫描轮廓，按单边装配间隙0.2mm，计算出上端框及下端框的等效加工直径，加工端框的胶接面处侧壁；

S3、测量出自由状态时上端框及下端框的长轴和短轴，与筒体的长轴和短轴相对应进行预装；

S4、上端框及下端框内分别填充蜂窝芯及发泡胶，高温固化；

S5、在内外蒙皮上的端框胶接区域，加工透气孔；

S6、上端框安装面朝上，在装配工装上定位胶接筒体与上端框，依据工装配打上端框安装孔，常温固化后脱模；

S7、上下翻转筒体，使上端框安装面朝下，在装配工装上定位胶接筒体与下端框，依据工装配打下端框安装孔，常温固化后脱模。

优选的，在步骤S1中，使用激光线扫描设备获得内外蒙皮胶接面扫描点云，通过创建端面及转换多义线，得出蒙皮环形胶接区域的实际周长。