蔡長海 閻超 胡詩奇 苗廣原 趙海洋

摘要：V2500發(fā)動機短艙平移門組件中的金屬膠接鋁合金蜂窩夾芯結構在溫度高、振動大和腐蝕性強的環(huán)境中長期服役，容易出現(xiàn)結構損傷，平移門后部鎖區(qū)域的損傷尤甚。根據(jù)波音結構修理手冊和古德里奇公司SRM手冊相關信息，結合通用的金屬膠接修理原則，優(yōu)化設計了V2500發(fā)動機短艙平移門組件后部鎖區(qū)域框式加強板的膠接修理方案，提高了部件維修能力，既能滿足了生產需求，又獲得了豐厚的經(jīng)濟效益。

關鍵詞：平移門組件；金屬膠接；蜂窩夾芯結構；框式加強板膠接修理

Keywords： translating sleeve components；metal bonding；honeycomb sandwich structure；frame reinforcement bonding repair

0 引言

金屬膠接在飛機結構上的應用始于20世紀40年代，起初用于蒙皮與桁條的連接，后來主要應用于蜂窩夾層結構和泡沫夾層結構[1]。V2500發(fā)動機短艙平移門組件由鋁合金蜂窩夾芯結構復合材料制成，是典型的金屬膠接結構[2-3]。其中，短艙平移門后部鎖區(qū)域受高溫、振動等惡劣服役環(huán)境影響，以及部件設計缺陷及維護等原因，經(jīng)常出現(xiàn)損傷，損傷的形式為脫膠、鼓包等，如圖1所示[4-5]。

1 修理現(xiàn)狀及存在問題

V2500發(fā)動機SRM手冊中針對此平移門鋁合金蜂窩夾芯結構損傷提供的典型修理方案是濕粘接臨時修理方案，廠家的設計思路是滿足在位修理的需求，保障飛機的適航性要求，快速完成結構修理工作[3]。手冊中典型的濕粘接臨時修理方案見圖2～圖5[6-7]。

濕粘接臨時修理設計方案存在如下問題：

1）該修理為濕粘接修理，適用面積較小，對位置和尺寸的限定非常嚴格，常見的損傷往往超過此損傷限制，導致施工無法進行。

2）該修理使用的是拉鉚釘安裝修理加強板，是對原有結構的一種破壞。

3）該修理采用實芯鋁板進行加強修理，會產生消音面積的損失，不符合環(huán)保要求。

4）該修理為臨時修理方案，需要在6000飛行小時、4500飛行循環(huán)或20個月（先發(fā)生為準）對修理區(qū)域進行詳細目視檢查，確保無緊固件缺失或者脫膠缺陷；并在12000飛行小時、9000飛行循環(huán)或40個月（先發(fā)生為準）之前對臨時修理進行永久修理或者更換部件[6]。

2 平移門后部鎖區(qū)域修理方案的優(yōu)化設計

鑒于以上對V2500發(fā)動機短艙平移門后部鎖區(qū)域典型濕粘接修理方案存在的諸多問題，需要對修理方案進行優(yōu)化設計。通過調查研究，決定采用金屬膠接的修理方式對損傷區(qū)域進行修理。

根據(jù)波音SRM結構修理手冊標準施工章節(jié)51-70-10 和V2500SRM典型金屬膠接修理程序，設計此金屬膠接修理方案[1，6]。

1）去除損傷并對部件進行清潔和除濕工作，如圖6所示。

2）選用與原始蒙皮相同或等效的合金材料和熱處理方法制作修理加強板和修理填片。此次修理選用與原始材料相同且熱處理狀態(tài)一致的2024T30.025in厚非包鋁鋁蒙皮進行打孔處理，作為修理填片。查閱V2500SRM典型修理71可知，損傷同樣為2024T30.025in厚的鋁蒙皮，修理加強板應選擇0.032in厚實心鋁蒙皮。為了確保維修質量，此處修理加強板選擇0.032in厚實心鋁蒙皮，加強板厚度也符合波音公司金屬標準施工對于加強板厚度的要求。

3）使用與原始蜂窩芯材料相同的波音規(guī)格（BMS）材料或等效的材料或更高密度的蜂窩芯材料制作新的蜂窩插塊，替代損傷的蜂窩芯。加工或打磨蜂窩插塊，使其與鄰近的蜂窩芯平齊。

4）準備配合表面以進行粘接。清潔未施加底漆的填片和補片表面。清潔鋁蜂窩修理蜂窩芯。確保除去所有不需要的材料。準備蜂窩芯配合表面。選用Boegel EP-II（AC-130）表面處理程序。按照Boeing 737-800 SRM 51-70-10修理通用段落14 - Boegel EP-II（AC-130）表面處理程序，對修理填片、加強板和修理區(qū)域（包括打孔蒙皮和實心蒙皮）進行表面處理[10]。

5）粘接劑底漆在粘接表面上的應用。BR-6747-1粘接底漆應風干60min，然后用烘箱或加熱燈在250℉±10℉時干燥60～90min。粘接底漆必須在Boegel表面處理程序執(zhí)行后24h內施加，如圖7、圖8、圖9所示。

6）安裝修理部件。安裝膠膜，修理蜂窩，修理填片和加強板在位，確認所有已安裝的修理件已正確成形并配合在位，如圖10所示。

7）參考V2500A1/A5 NSRM 54-02-00修理004，為修理區(qū)域準備并安裝真空袋、熱電偶和加熱毯。施加22～26英寸-汞柱的真空度。使用加熱毯在340℉～360℉固化修理60～80min。固化后從修理區(qū)域取下真空袋材料、熱電偶和加熱毯，并去除多余的粘接劑。敲擊檢查修理區(qū)域，確認無脫膠，如圖11、圖12所示。

8）在修理加強板上安裝鉚釘并密封邊緣。

3 優(yōu)化后方案的特點

通過設計平移門后部鎖區(qū)域框式加強金屬膠接修理方案，提高了部件的維修質量，減少了消音區(qū)域的損失，更加符合生產實際需求[11-13]。發(fā)動機短艙平移門后部鎖區(qū)域采用金屬膠接修理方案的優(yōu)點如下：

1）金屬膠接方案為永久性修理方案，無需進行間隔檢查和后續(xù)修理工作。

2）金屬膠接方案減少了濕粘接修理方案中安裝緊固件的數(shù)量，減少了對原有結構的損傷。

3）金屬膠接方案為框式加強板粘接方案，可以恢復部分消音面積，減少部件消音面積的損失。

4）以實驗為指導選擇適合的搭接尺寸和表面處理程序，經(jīng)實驗驗證，粘接質量良好，可以恢復部件的使用性能。

5）對優(yōu)化修理后的膠接部件進行敲擊測試、試片實驗驗證和部件裝機檢查等粘接質量校驗工作，發(fā)現(xiàn)修理狀態(tài)良好，無脫膠情況[13-15]。

4 結束語

中國南方航空集團公司沈陽維修基地在空客A320系列飛機V2500發(fā)動機短艙平移門組件修理工作中已取得突破，金屬復合材料膠接的技術攻關取得了良好的成績，逐步積累起相關復合材料維修經(jīng)驗，可為今后的飛機維修實際工作提供參考。

參考文獻

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作者簡介

蔡長海，資深高級工程師，從事復合材料維修技術研究工作。