民用飛機(jī)貼合面密封方法研究

王　茹

（上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上海201210）

0　引言

密封是飛機(jī)制造、維修工作中的重要工序，飛機(jī)上很多區(qū)域?yàn)榉乐箽怏w、液體的滲漏或者為了達(dá)到更好的防腐效果，需要使用密封膠進(jìn)行密封。在民用飛機(jī)項(xiàng)目中，通過(guò)在零件的相互貼合表面、零件根部及縫隙之間、空穴、緊固件端部以及碳纖維復(fù)合材料零件的切割表面施加密封粘接劑的方式，確保飛機(jī)的氣密性能、油密性能以及抗腐蝕性能。本文主要研究了貼合面密封常用的4種方法，比較了其異同點(diǎn)，并著重介紹了貼合面密封操作的工具及注意事項(xiàng)，在飛機(jī)制造及維修工作中，通過(guò)選擇正確的貼合面密封方法，并采用合適的施工方式才能發(fā)揮密封膠應(yīng)有的功能，從而在最大程度上保證飛機(jī)的安全性能。

1　貼合面密封介紹

在飛機(jī)裝配中有許多密封方法，如貼合面密封、填角密封、注射密封和緊固件密封等，下面主要介紹一下貼合面密封。

貼合面密封（縫內(nèi)密封）是在零件配合表面間施加密封劑的一種密封方法。貼合面密封要求貼合面連接以后周邊有可見(jiàn)的密封劑擠出。貼合面常用的膠是 ZMS2013、ZMS2082、MS2427（僅用于填充空穴）。貼合面就是兩個(gè)零件之間互相接觸的部位，如圖1所示。

圖1　零件貼合面

以金屬零件為例，不管金屬表面被拋得多光，上面總有刻痕、溝槽、高低不平區(qū)域和表面不平整，當(dāng)對(duì)金屬表面作高倍放大時(shí)這些現(xiàn)象均會(huì)顯現(xiàn)，表面不平整狀就如山峰山谷一樣。當(dāng)兩零件涂膠后夾緊在一起時(shí)，高的部位互相接觸，即金屬對(duì)金屬接觸，低的部位或不平整部位則充填了密封劑，多余膠則從零件擠出，如圖2所示。

圖2　典型貼合面密封

貼合面密封的目的是使兩零件表面的配合盡可能良好，這將提高裝配件的強(qiáng)度、使用壽命、耐腐蝕性以及密封質(zhì)量。貼合面密封應(yīng)該用新混合的密封劑或新融化預(yù)混合冷凍密封劑，這樣就給永久性或臨時(shí)緊固件的安裝提供了最長(zhǎng)的裝配時(shí)間，也有利于擠出多余密封劑而達(dá)到零件之間的貼合。

2　密封準(zhǔn)備工作

密封膠涂敷的質(zhì)量直接關(guān)系到飛機(jī)的性能，因此就要對(duì)密封工具的選擇、待涂膠表面的準(zhǔn)備、涂敷密封膠等各個(gè)環(huán)節(jié)都按規(guī)范進(jìn)行，使每個(gè)環(huán)節(jié)都處于受控狀態(tài)，這樣才能最大程度上保證飛機(jī)的安全性。

2.1　密封常用工具介紹

密封常用的工具如表1所列。

表1　常用工具匯總

2.2　施工環(huán)境

施工零件表面溫度不低于10℃（50℉），相對(duì)濕度不小于30%，不大于90%.當(dāng)溫度低于10℃（50℉）時(shí)，不得進(jìn)行密封劑的施工，但可以進(jìn)行密封劑的返工（局部增濕或除濕），油箱密封時(shí)，金屬表面溫度不得低于18.3℃（65℉）。

2.3　清潔

在部件上涂密封膠之前，首先完成鉆孔、冷加工、去毛刺等工作，并使用清潔劑徹底清潔需要涂膠的區(qū)域，防止部件表面有塵土或油脂等影響膠的粘著力。

首先，用水清洗待密封表面，將干凈聚乙烯容器中的干凈自來(lái)水倒在清洗用的揩布或待密封表面上，清洗待密封表面，并用清潔的揩布揩干。

其次，用溶劑清洗待密封表面，將溶劑清洗劑倒到清洗揩布上，清洗待密封表面，在溶劑清洗劑未揮發(fā)干和污物重新沉積前，用清潔的揩布揩干。

2.4　空穴填充

貼合面密封的零件安裝前，應(yīng)該檢查相應(yīng)的配合面是否有空穴、間隙、下陷或其它的表面缺陷。這些區(qū)域，在零件安裝前應(yīng)該用填角型密封劑預(yù)先填充。對(duì)于那些在裝配過(guò)程中因?yàn)榭臻g已封閉或半封閉從而無(wú)法采用填角型密封劑進(jìn)行填充或預(yù)先填充的不可達(dá)位置，則允許用該處擠出的貼合面密封劑進(jìn)行填充。為了保證在空穴中不夾卷氣泡，必須要過(guò)量填充。典型的空穴填充，如圖3所示。

圖3　空穴填充

3　貼合面密封方法

貼合面密封被用于壓力艙、油箱耐氣候侵襲密封和防腐蝕區(qū)域。常用的貼合面密封方法，主要有以下四種：

3.1　填充型

當(dāng)工作量較小時(shí)，可使用涂膠槍噴嘴把密封劑直接從膠管擠到零件表面上，見(jiàn)圖4所示，涂膠時(shí)以較舒適的角度（約45°）握住槍身。壓下膠槍開(kāi)關(guān)單向?qū)娮炜吭诹慵砻嫔献鱏形走向，將噴嘴靠住零件表面可使涂膠均勻而空穴少。涂到零件表面上的膠量由噴嘴尺寸、開(kāi)關(guān)壓下量以及作S形走向的速度等因素控制。膠量如果不夠可以添加，但涂膠過(guò)多則會(huì)弄臟零件且難以拌開(kāi)。

圖4　填充型密封劑使用

密封劑擠到零件表面后，要用到刮刀和刮板將它均勻抹開(kāi)，使之成為厚薄均勻的0.127 mm厚（最少的）并無(wú)空穴的膠層。抹膠的時(shí)候盡量少提起工具，沿一個(gè)方向抹開(kāi)膠液，從而得到最佳的涂膠質(zhì)量。

3.2　涂刷型

采用硬毛刷或輥輪噴嘴將密封劑均勻地涂敷，并覆蓋整個(gè)貼合表面。密封劑應(yīng)僅施加在貼合面的一個(gè)表面上，厚度至少0.127 mm，無(wú)空穴，且不卷入任何雜物。當(dāng)使用刷子時(shí)，注意刷毛不要掉下來(lái)混入膠內(nèi)，零件間的刷毛污染會(huì)使零件產(chǎn)生間隙。

當(dāng)貼合面密封時(shí)，允許將密封劑涂刷到零件表面而形成縫內(nèi)密封的密封劑有若干種，常用密封劑類型為ZMS2013.

3.3　噴涂密封

對(duì)于需要大面積密封的情況，通常對(duì)低粘度性密封劑進(jìn)行噴涂密封，其具有速度快和膠層均勻的優(yōu)點(diǎn)。見(jiàn)圖5所示，噴涂密封時(shí)，噴槍氣源必須無(wú)濕氣，噴槍氣源調(diào)節(jié)到0.3094±0.03 MPa，噴槍相對(duì)表面距離必須保持152.4 mm，并垂直于被噴表面。密封劑應(yīng)僅施加在貼合面的一個(gè)表面上，并應(yīng)覆蓋整個(gè)貼合面。

圖5　噴涂密封

3.4　低壓注射法

該方法主要用于將密封劑注射到已涂過(guò)膠并已硫化的縫內(nèi)密封劑層中，具體是將密封劑壓入某個(gè)裝配孔，并使之在兩零件間的貼合面上散開(kāi)。見(jiàn)圖6所示，多數(shù)情況下，這些區(qū)域開(kāi)敞性不夠，無(wú)法用刮刀涂敷密封劑。本方法也可用于修理?yè)p傷或遺漏的縫內(nèi)密封。

通常采用密封槍操作，同時(shí)配合木塞或其它非金屬堵頭，把孔的出口堵上，防止膠液從孔的出口端流出。沿著縫隙的每個(gè)緊固件孔都應(yīng)注射密封劑，當(dāng)需要注射密封劑的緊固件多于一排時(shí)，應(yīng)先注射離縫隙最遠(yuǎn)的一排孔，然后根據(jù)與縫隙邊緣的距離，由遠(yuǎn)到近的注射剩余的其它排緊固件孔。

圖6　低壓注射

4　密封質(zhì)量控制

進(jìn)行貼合面密封的質(zhì)量控制時(shí)，可以從涂覆密封劑最小厚度（見(jiàn)表2所示）、緊固件安裝順序和擠出密封劑的形狀三方面進(jìn)行檢測(cè)。

表2　涂覆密封劑最小厚度

緊固件安裝順序：對(duì)于寬度小于等于100 mm的貼合面，朝著縫隙邊緣的下一排緊固件孔中安裝緊固件；對(duì)于寬度大于100 mm的貼合面，如圖7所示，緊固件安裝應(yīng)從零件最中心部位開(kāi)始，然后在各個(gè)方向逐步向外進(jìn)行。

擠出密封劑波形狀直徑：最好為1.19 mm~1.59 mm.

圖7　貼合面密封結(jié)構(gòu)區(qū)的緊固件安裝要求

5　存在問(wèn)題及分析

貼合面密封的問(wèn)題之一是零件表面涂膠過(guò)多，涂膠過(guò)多會(huì)產(chǎn)生如下后果：

（1）所截留的密封劑會(huì)造成“枕墊效應(yīng)”，使表面不平；

（2）在零件之間可能發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，縮短使用壽命；

（3）由于沒(méi)達(dá)到零件表面與零件表面的接觸，會(huì)使緊固件擰緊力矩讀數(shù)不準(zhǔn)；

（4）由于膠液過(guò)量擠出，增加了不必要的清潔工作。

因此，解決措施是在一個(gè)零件上只涂最少的0.127 mm厚的密封劑。

6　結(jié)束語(yǔ)

密封中常見(jiàn)的貼合面密封方法包括填充型、涂刷型、噴涂密封、低壓注射法等方法，對(duì)不同的結(jié)構(gòu)特征，應(yīng)采用不同的密封方法。只有采用合適的施工方式才能發(fā)揮密封膠應(yīng)有的功能，從而在最大程度上保證飛機(jī)的安全性。

另外，目前的密封操作均以手工涂覆為主，涂膠質(zhì)量上存在不穩(wěn)定因素。隨著航空技術(shù)的發(fā)展，密封技術(shù)作為民用飛機(jī)重要的工藝技術(shù)，深入研究密封技術(shù)、提高密封工藝的自動(dòng)化程度、確保質(zhì)量穩(wěn)定性必將成為后續(xù)發(fā)展和研究的主要方向。