一种复合材料修复铝合金裂纹管的表面处理方法
阅读：938发布：2023-03-06
专利汇可以提供一种复合材料修复铝合金裂纹管的表面处理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 复合材料 修复 铝 合金 裂纹管的表面 螺纹 处理方法。以 铝合金 裂纹管的裂缝为对称点，在距离裂缝10mm处对称设置单侧长度为40mm的螺纹，所述的螺纹利用 铣床 或螺纹制作工具在铝合金裂纹管上加工。本发明与 现有技术 相比，其显著优点为：（1）表面状态均匀，且能够精确控制；（2）工艺方法简单，易操作；（3）既环保且高效，尤其能够较大幅度提高修复效率，具体表现为：在抗疲劳性能方面，相比普通打磨处理，经过螺纹处理后的修复结构，其抗疲劳性能提高23.13%。，下面是一种复合材料修复铝合金裂纹管的表面处理方法专利的具体信息内容。
一种复合材料修复铝合金裂纹管的表面处理方法
技术领域
背景技术
[0002] 对于复合材料胶接修复技术，表面处理方法较大程度影响着修复效果。不同的表面处理方法将会形成不同的表面状态，良好的表面状态有助于改善粘接性能，从而提高修复结构的抗疲劳性能和静力性能。
[0004] 目前，国内外主要有物理和化学两种表面处理方法，物理方法有：砂纸打磨和喷砂；化学方法有：溶剂清洗与脱脂、铬硫酸浸蚀、阳极氧化处理和溶胶凝方法等。其中常用的方法有机械打磨、铬酸钾处理和阳极氧化处理。实验结果表明，阳极氧化处理的效果最好，铬酸钾处理次之，打磨处理的效果最差。
[0005] 然而，对于上述三种常用的表面处理方法，都存在各自的缺陷，具体表现为：阳极氧化处理只能局限在实验室里完成，无法实行户外操作，工艺过程复杂不易操作。铬酸钾处理有毒性，不环保。机械打磨效率低下，很难满足工程需要。为此，结合铝合金裂纹管的结构形式，提出一种新型高效的表面处理方法迫在眉睫。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供是一种复合材料修复铝合金裂纹管的表面螺纹处理方法。
[0007] 实现本发明目的的技术解决方案为：一种复合材料修复铝合金裂纹管的表面处理方法，以铝合金裂纹管的裂缝为对称点，在距离裂缝10mm处对称设置单侧长度为40mm的螺纹。
[0008] 所述的螺纹的深度为0.5mm，螺距为1mm。
[0009] 所述的螺纹采用铣床或螺纹制作工具加工。
[0010] 本发明与现有技术相比，其显著优点： （1）表面状态均匀，且能够精确控制；（2）工艺方法简单，易操作；（3）既环保且高效，尤其能够较大幅度提高修复效率，具体表现为：在抗疲劳性能方面，相比打磨处理，经过螺纹处理后的修复结构，其抗疲劳性能提高23.13%。
附图说明
附图说明
[0011] 图1为本发明实施表面螺纹处理的铝合金裂纹管结构剖面图。
[0012] 图2为本发明实施表面螺纹处处理方法的加工图。
[0013] 图3为本发明实施表面螺纹处理的复合材料修复铝合金裂纹管效果图。
[0014] 具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0015] 基于复合材料修复铝合金裂纹管抗疲劳性能的实验研究，为了获得良好的修复效果，提供了一种高效的表面处理方法。本发明所得的表面处理方法是针对通过数控机床和线切割技术制备得到带有人工裂纹的铝合金裂纹管或是现场结构中带有裂纹的铝合金管（如图1），图1中试件两端的内螺纹用于疲劳试验测试机的夹具固定；通过铣床或其它机械螺纹制作工具制备本发明所述的螺纹表面（如图2）；通过复合材料（碳纤维聚酯增强复合材料、玄武岩聚酯增强复合材料、玻璃纤维聚酯增强复合材料以及混杂纤维聚酯增强复合材料等）采用现有的包裹工艺包裹裂纹部位后得到的修复结构（如图3）。
[0016] 实施例：首先，利用铣床上的刀片或其他机械螺纹制作工具，以铝合金裂纹管的裂缝为对称点在距离裂缝10mm外的铝合金管壁上制备螺纹（螺纹深0.5mm，螺距1mm，实验证明，细牙螺纹的使用能够有效提高结构的抗疲劳性能），详见图2，数值模拟结果得到在距离裂缝10mm外的铝合金管壁上制备螺纹时能够最大限度降低螺纹对开裂路径的影响，单侧螺纹长度为
40mm，螺纹长度共为80mm，即两侧螺纹最外端的距离为100mm(40*2mm+10*2mm)，也就是补片覆盖的长度，实验测得：当螺纹长度为80mm时，补片的修复效果最佳。
40mm，螺纹长度共为80mm，即两侧螺纹最外端的距离为100mm(40*2mm+10*2mm)，也就是补片覆盖的长度，实验测得：当螺纹长度为80mm时，补片的修复效果最佳。
[0017] 接着，使用#320砂纸，在两侧螺纹中间空白部位的管壁上均匀打磨，直到管壁光亮，随后用丙酮浸没管件处理部位3~5min，接着用自来水冲洗5~10min，最后对管件进行烘干，值得注意的是，如果在4小时后试件仍没有使用，则必须重新按照上述工艺处理后方可使用。
[0018] 效果对比：下表1表示在现有技术的机械打磨和本发明的螺纹处理两种不同的表面处理方法处理后，试件的疲劳寿命对比情况。
[0019] 表1 机械打磨和螺纹处理表面处理方法处理的试件的疲劳寿命试件号 表面处理方法 疲劳寿命Nf/万次
1-1 机械打磨 12.8582
1-2 螺纹处理 15.8325
从表1看出，相比于机械打磨，经过螺纹处理的表面处理方法的试件其疲劳寿命提高了23.13%，说明表面螺纹处理方法能够有效改善修复试件的抗疲劳性能。
1-1 机械打磨 12.8582
1-2 螺纹处理 15.8325
从表1看出，相比于机械打磨，经过螺纹处理的表面处理方法的试件其疲劳寿命提高了23.13%，说明表面螺纹处理方法能够有效改善修复试件的抗疲劳性能。
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