航空航天用的蜂窝铝板是什么标准？

一、蜂窝铝板

  蜂窝铝板是由两层铝板与蜂窝芯材粘结成的一种复合材料。它在航空、航天工业中得蜂窝铝板幕墙到广泛的应用,40多年前就在飞机和宇航飞行器上应用,现在飞机的垂直尾翼、水平尾翼、机身壁板、舱盖、机翼壁板、机翼全高度蜂窝后缘等都采用蜂窝结构,有的飞机采用了占机体表面85%的蜂窝结构；运载火前小型舱口盖,火箭上卫星整流罩,卫星支架和仪器舱,三子级氢液氧共底等均采用蜂窝结构,这些结构形态特点为:圆柱形和锥体形结构,尺寸都很大,也有双曲面结构。

  它的承载特点是:卫星直接安装在支架上,承受卫星在火箭飞行过程中的过载。卫星整流罩则承受火箭穿越碉密大气层时,气动荷载和气动力加热,整流罩圆柱段需承受150t的荷载,由气动力加热引起的外面板温度为150°C左右倒锥则需承受200t的荷载:正是由于航空、宇航飞行器工作条件的苛刻以及对于结构效率和可靠性的严格要求,最早生产蜂窝结构的飞机厂如西安飞机制造厂,除配备整套生产设备外,还建立了系统的生产工艺和全面质量管理制度,培训熟练的生产人员和质量控制人员,建立了完整的质检系统,包括胶接试验室,力学试验室等检测机构。

  采用最先进检测手段,如无损检测、C一扫描(水超声法)、声阻法、福克仪、软X照相、激光全息照相等。配备了专职高级检验工程师，制定了涉及全部生产领域的几十项胶接和蜂窝结构抗弯、抗剪、剥离强度检测标准,形成完善的检测体系。从原材料检验到装配工艺(组装固化模具、金属表面处理及胶粘剂的涂敷、蜂窝夹芯的配制、蜂窝夹芯件的组装、蜂窝夹芯固化工艺等)的质量检测(表面质量检测、外形尺小检测、无损胶接质量检测和随炉试样性能检测等),保证了产品质量,满足了航空、宇航飞行器对结构效率和可靠度的严格要求。

1、蜂窝铝板面板

  蜂窝板面板一般采用3003H19T=1mm(也可用T=1.2mm、1.5mm、1.8mm或2.0mm)防锈铝铝板,面板表面处理可用氟碳漆、陶瓷漆或聚氨酯漆喷涂。当用氟碳漆时,二涂一烤漆膜厚≥25pm,三涂一烤漆膜厚≥35gm。蜂窝板底板采用3003H19T=0.5mm(也可用0.8mm或1.0mm)防锈铝铝板,底板表面处理为保护性涂饰,一般为化学氧化处理,膜厚3-5pm。铝蜂窝芯用3003H19铝箔T=0.05mm~0.07mm,边长有3/16”、1/4”、3/8”、3/4”、1”蜂窝板夹层材料为结构胶膜或结构胶粘剂.

(1)蜂窝板厚度:        6mm  10mm  15mm  20mm   30mm  50mm

(2)板标准尺寸:        宽  1000mm  1200mm  2500mm  (最宽1700mm)

                              长  1000mm  1200mm  2500mm  3500mm (最宽9000mm)

(3)蜂窝板公差:           L≤2    2000mm时;±2.0m

                                 L>2    2000mm时;±2.5m

(4)对角线长度差:        L≤2000m时≤2.5mm

                                 L>2000mm时; ≤3.5mm

(6)矩形度:              0.5%L

(7)平面度 :              5.0mm     

(8)面板机械性能:   δb≥160Nvmm2  δ p0.2≥2130N/mm3伸长率6%-10%

(9)胶膜性能: 1)剥离强度(室温)≥40N/(cm

                   2)剪切强度(室温)≥30N/m

                  3)剪切强度(80℃)≥18N/m

(10)胶粘剂性能:1)剥离强度(室温)≥20N/cm

                        2)剪切强度(室温)≥20N/m

                        3)剪切强度(80℃)≥16N/cmm2

2、蜂窝板表面处理技术要求

（1)外观

1)当在自然光下从3m远的距离垂直目视涂层表面时,涂层应无流痕、裂纹、气泡杂物或其他表面缺陷。

2)对于涂层表面上的轻微划伤,可采用室温固化体系的瓶碳漆来修补,修补后应与涂层的颜色和光泽一致

(2)厚度

1)当按《非磁性金属基体上非导电覆盖层摩度测量漏流方法》方法用数字式涂层测量仪测定于膜厚度时,对于二涂层,干膜总厚度中最小局部膜厚不应低于25μm;对于三涂层,十膜总厚度中最小局部膜厚不应低于35un,或小于规定厚度值85%的点出现。对于含底漆的多层涂层,底漆厚度为7.5μm土2.5μm,函漆(即色漆)厚度不低于25μm,罩光漆厚度为10-20μm。

2)由于加工设备的限制,以及工作的复杂性影响(如内角、内槽、板的翻边处等)、允许这些部位的膜厚低于规定值,但不允许出现漏底部位。

(3)前处理

1)表向进行预处理是为了除去挂板或型材表面上的油污和脏物,除去铝基表面上自然形成的疏松的氧化层,以便形成一层和铝基结合固,又可与氟碳漆牢固结合的紧密的化学转化膜。

2)对于铝基材上的化学转化膜可以是非结品的铬磷酸盐或铬酸盐。

3)化学转化膜的膜重每平方米不小于431mg,具体按《金属材料上的转化膜单积上末层质量的测定重量法》方法进行。

4)对于前处理工艺应定期进行分析和控制,以得到稳定、合格的化学转化膜.

(4)性能

性能应符合(表2)的规定。

3.蜂窝夹层结构在使用中可能出现多种破坏形式,它们是:

(1)面板在蜂窝辂内屈曲(图1)。

(2)面板局部失稳。其结果可能造成夹芯材料压坏、夹芯拉断或脱胶。这种破坏是由板相对夹芯较弱或格子过大造成的(图1)

(3)剪切皱折。看起来像是局部失稳,实际上是整体屈曲的一种形式、是因夹芯的剪切坏引起的面板突然起皱(图2)

(4)总体失稳。包括夹层板的弯曲变形及横向剪切变形,其波长比蜂格内面板屈曲大(图3)。

4.蜂窝铝板幕墙构造设计

下面介绍蜂窝铝板典型节点(图3)。