Испытание на термоциклирование клеевого соединения «титан – углепластик», полученного с применением технологии лазерного текстурирования

В силовых конструкциях космических аппаратов часто используют клеевое соединение деталей из титановых сплавов и композиционных материалов. Для увеличения прочности клеевого соединения пары «титан – углепластик» необходима предварительная обработка склеиваемых поверхностей. Для обработки поверхности металла в данной работе предлагается применить лазерное текстурирование. Основной целью исследования является экспериментальное определение прочностных характеристик клеевого соединения углепластика и титанового сплава с различными режимами лазерной обработки поверхности металла и определение влияния термоциклирования на образцы клеевого соединения. Поверхность титанового сплава ОТ-4 обрабатывалась лазером при различных режимах, после чего образцы склеивали клеем ВК-9 и LOCTITE® EA 9394 AERO. Склеенные образцы подвергались термоциклированию в вакуумной камере в диапазоне температур от –150 до +150°С. Испытание образцов клеевого соединения на сдвиг показало, что лазерное текстурирование увеличивает прочность соединения в среднем на 60% для клея LOCTITE® EA 9394 AERO и на 142% для клея ВК-9. Образцы с лазерным текстурированием имеют когезионный характер разрушения по углепластику. При термоциклировании у большинства образцов наблюдается незначительное снижение прочности клеевого соединения (в среднем на 6…8%). Полученные результаты показывают, что использование лазерной обработки для подготовки титанового сплава перед склеиванием с композиционным материалом является перспективным методом повышения прочности клеевого соединения для элементов космического аппарата.