[发明专利]为连接表面提供防腐保护的方法和设备

说明书

本发明涉及为连接表面提供防腐保护的方法和设备。公开的方法、系统和设备用于连接组件特别是接头、和连接组件将连接组件中的复合部件和金属部件共同连接，并且经由接头组件抑制固定到复合部件的金属部件的腐蚀。

技术领域

本公开总体涉及用于连接结构的接头、接头组件和方法。更具体地，本公开还涉及用于连接不相似材料并为所连接材料提供防腐保护的对接接头、对接接头组件和方法。更具体地说，本公开还涉及用于连接飞行器和交通工具结构中的不相似材料并为所连接材料提供防腐保护的对接接头、对接接头组件和方法。

背景技术

结构(特别是飞行器和其他交通工具结构及组件)上的接头组件常常连接由不相似材料制成的部件。例如，接头组件通常操作成连接由相似或不相似材料制成的部件。当将要连接不相似材料时，复合材料可例如连接到含金属的部件。当连接由不相似材料制成的部件，诸如由复合材料制成的部件连接到金属(例如，铝)制成的部件会产生很大的电势差。这样的电势差可能增加例如铝受腐蚀的可能性，尤其是取向靠近具有暴露的碳纤维边缘的复合部件的时候。复合材料的边缘或端部或覆盖边缘或端部的密封剂中的任何瑕疵都能加剧可能积聚在用于连接部件的接头(例如对接接头)内的湿气的聚集，或者是充当保留湿气的地方。然后经受变化温度的这种湿气可能潜在地使暴露的复合部件的端部或边缘变差。而且，如果允许湿气保持与所连接的金属部件(诸如铝部件)的端部或边缘接触，则可能会发生腐蚀。

在包括飞行器制造的航空航天领域中，可期望经由连接组件将复合部件与金属部件连接。不相似部件的连接可以提供特定的优点，因为两种材料的特性对于特定组件可能是合乎期望的。

连接接头组件中的不相似部件可能会带来挑战，因为不相似材料可能对各种环境条件作出不同的反应。例如，不相似材料可对可能导致金属部件腐蚀的湿气积聚作出不同的反应。虽然CFRP本身表现出良好的耐腐蚀性，但是湿气可在接头组件处和内部积聚并产生不期望的效果。例如，在基体-纤维界面处以及纤维可被暴露于其上并保留一定量湿气的复合部件边缘处，包括被连接组件的结构可以经历宽范围温度，这可能导致CFRP的某种机械特性变差。当复合部件被连接成紧靠诸如共同接头(例如连接不相似材料)中的金属部件时，即使CFRP本身不受湿气的影响，CFRP中的碳纤维也可能促进共同连接的金属部件中的电偶腐蚀。

电偶腐蚀是因不相似金属引起的，并且合金具有通过电解质(例如湿气/水，尤其是存在盐或工业污染物的情况下)接触的不同的电极电位，其中一种金属充当阳极而另一种金属充当阴极。不相似金属之间的电极电位差导致了对电偶的阳极构件上的加速攻击。阳极金属溶解到电解质中，并且沉积物收集在阴极金属上。在湿气积聚的情况下，水可以变成电解质，从而提供离子迁移的手段，由此金属离子从电解质内的阳极移向阴极。这导致阳极处的金属腐蚀得比其他情况更快，并且阴极处的腐蚀受到抑制。

这样的腐蚀(包括被连接金属部件的电偶腐蚀)可能需要更换这样的金属部件，导致成本增加，因为包括受腐蚀的金属部件的结构在维修或更换该金属部件时必须从运行中去除。

就这些和其他考虑而言，提出了本文所作的公开内容。

发明内容

将有利的是，连接由相连接部件中的至少一个部件可能在存在湿气的情况下腐蚀的材料制成的部件的改进型方法，或者隔离湿气以免接触这样的部件的方法，以及辅助这类部件的腐蚀抑制的改进型接头。

公开的方法和设备使用接头和连接组件来连接部件，特别是使用接头和接头组件来连接复合部件和金属部件，并且抑制经由接头组件固定到复合部件的金属部件的腐蚀。出于本申请的目的，术语“接头”、“接头组件”和“连接组件”是可以互换使用的等同术语。本公开设想经由包括接头的连接组件将包括含CFRP部件的复合部件连接到包括例如含铝和铝合金部件的金属部件的飞行器接头的制造。这样设想的接头和连接组件包括高强度材料，包括例如含钛和钛合金的配件和紧固件。