Page 119 - 无损检测2024年第十期

试验研究
试验研究

DOI：10.11973/wsjc230587

复合材料修理区域的超声检测

刘 雨，夏张松，宫兆斌，赵志鹏
（中国南方航空集团有限公司沈阳维修基地，沈阳 110000）

摘 要：为了检验碳纤维增强聚合物基复合材料（CFRP）修理质量并对修理区分层等缺陷进
行检测，制作了3种不同工艺[高温固化预浸料（PL2+PA2）修理、中温固化预浸料（PL1+PA1）
修理、湿铺层（WF1+WR1）修理]的模拟修理试件，然后采用超声检测法对修理区进行检测评估，
分别采用直探头、水浸点聚焦探头和滚轮探头对CFRP层压板修理区进行A扫描、B扫描和C扫描
成像检测，最后对复合材料板进行拉伸破坏试验。试验结果表明，超声检测可以用来检测复合材料
修理区域的分层缺陷；使用湿铺层修理（WF1+WR1）工艺修理的区域在超声检测时的声能吸收最
小，其声学性能和原材料性能更接近，有利于超声检测；使用中温固化预浸料修理（PL1+PA1）工
艺并采用小的挖补斜率时，材料强度恢复得更好。
关键词：复合材料；修理区域；超声检测；声能吸收；滚轮探头
中图分类号：TG115.28 文献标志码：A 文章编号：1000-6656(2024)10-0081-07

Ultrasonic testing of the composite material repair area

LIU Yu, XIA Zhangsong, GONG Zhaobin, ZHAO Zhipeng
（Shenyang Maintain Basic, China Southern Airlines Co., Ltd., Shenyang 110000, China）
Abstract: In order to test the repair quality of composite materials and detect the defects such as repair area lamination,
three kinds of simulated repair specimens with different processes including high temperature curing prepreg (PL2+PA2)
repair, medium temperature curing prepreg (PL1+PA1) repair, wet layup (WF1+WR1) repair were made. Then, the
ultrasonic testing was used to detect and evaluate the repair area. The A-scan, B-scan and C-scan imaging detection of the
CFRP laminate repair area was carried out with a normal probe, a waterimmersion point focusing probe and a roller probe.
Finally, the tensile failure test of the composite plate was carried out. The experimental results showed that ultrasonic testing
can be used to detect the delamination defects in the repair area of composite materials; The area repaired by wet layup repair
(WF1+WR1) process had the smallest sound energy absorption during ultrasonic testing, and its acoustic performance was
closer to that of raw materials, which is conducive to ultrasonic testing; The material strength recovery was better when the
medium temperature curing prepreg repair (PL1+PA1) process was used and the small scarfing slope was used.
Key words: composite material; repair area; ultrasonic testing; sound energy absorption; roller probe

碳纤维增强聚合物基复合材料（CFRP）具有高 脱黏等缺陷，特别是在服役过程中，CFRP的近表层
比强度、高比刚度、耐腐蚀、抗疲劳性能好、可设计 易出现冲击损伤（鸟击、冰雹等造成）。如果不能及
性强、便于整体成型、易加工等优点 ，在民航客机 时地检出这些缺陷并采取补救措施，缺陷将发生扩
[1]
上的使用率较高。受制造工艺、成型工艺及加工工 展，最终导致CFRP制件失效，造成经济损失甚至人

艺的影响，复合材料内部易出现分层、空隙、夹杂、 员伤亡，因此，复合材料的无损检测至关重要。另一
方面出于降低复合材料使用成本的目的，对其进行
收稿日期：2023-12-27
可靠的修理是非常有必要的。
作者简介：刘 雨（1988—），男，工程师，主要从事民航飞机大修
复合材料维修中有多种影响其结构强度的因
中的无损检测工作
通信作者：赵志鹏，1186250357@qq.com 素，如损伤层数、修理材料、修理工艺、损伤直径、损
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2024 年 第 46 卷 第 10 期
无损检测