A320型客機曲面壁板墻紙鋪設成型工藝探討

宗法忠，張秉科，吳劍兵

（廣州飛機維修工程有限公司，廣東 廣州 510470）

A320型客機客艙曲面壁板墻紙鋪設成型后，墻紙表面會出現不同程度的缺陷，本文通過對缺陷的造成原因進行總結，并對造成缺陷的各種可能原因進行深入的分析和探討，力求在施工工藝方面獲得能提高鋪設此類墻紙質量的方法。

1 A320曲面壁板墻紙成型常見故障及成因

客艙曲面壁板上的墻紙表面材料為一層Tedlar層（聚氟乙烯PVF），有穩定的物理化學性質表現出優良的耐老化性，此外墻紙特有的拉伸變形的特性能夠讓墻紙成型于三維曲面壁板的表面。然而在墻紙成型于曲面壁板后，墻紙表面會出現諸如類似褶皺、破損、鼓泡等現象，極大的影響墻紙的成型質量。下面試著對墻紙成型后表現的不同種類的缺陷及各自成因展開探討。

類褶皺現象及成因分析:類似褶皺現象，即在真空成型的過程中因墻紙的拉伸變形導致的墻紙變形黏連的現象。出現這種現象是因為墻紙拉伸變形的不均勻，溫度效果不夠時易造成墻紙的褶皺現象；另外作用在墻紙兩端的壓力不同，一邊高一邊低同樣會造成墻紙表面褶皺的現象。

破損現象及成因：墻紙在熱真空成型過程里墻紙會出現破損現象，這種現象主要因應力集中所致。常出現的位置是橢圓形的窗框位，主要是在制作減壓孔時損傷墻紙致使拉伸形變時產生破損。

壁板折斷現象及成因：復合材料體在外載荷的作用下，出現應力集中導致的一種破損。通常這種折斷很少發生，只是偶爾會在修理過的窗框位置出現。

修理復合材料時使用的粘接劑本身的性能對粘接強度的影響，粘接工藝也是影響復合材料強度的一個因素，比如粘接時的工作環境、粘接尺寸、表面處理等都會對粘接強度造成影響，在外載荷的作用下這些位置出現了折斷，如圖1所示。

圖1 曲面壁板出現折痕

鼓泡現象及成因：墻紙鼓泡是在墻紙和面板間形成一個類似鼓起的泡，這主要是因為墻紙和壁板間存留的空氣無法遁出，當漏噴膠時該區域會出現空氣的存留，在加溫加壓時空氣無處溢流而導致的墻紙鼓泡；另一個原因可能是在墻紙形變的過程中不同部位對墻紙的拉伸形變要求不同，在拉伸形變較大的區域，溫度上升了可是拉伸所需要的拉力不足，就造成粘接膠的性能變化導致墻紙和壁板間產生了空氣形成鼓泡。

對一架C4檢中A320客機客艙翻新中出現故障墻紙數量及類型進行統計，如表1所示。

表1 故障數量

在表1中可以看出曲面壁板墻紙鋪設成型后墻紙表面缺陷較多，需要對這種損傷進行分析判斷并找出應對方法。

2 曲面壁板維修施工工藝探討

曲面壁紙板的維修質量，直接影響墻紙成型效果。所以對壁板進行正確的維修就變得尤為重要。

2.1 曲面壁板常見損傷

曲面壁板屬于復合材料層壓板，其主要用于客艙區域。客艙側壁板就是這種類型的曲面壁板。

帶有墻紙的曲面壁板，使用過程中常由物理和化學的原因造成墻紙表面出現破損。去除破損墻紙后，復合材料層壓板常發現存在破損現象。表2列出曲面壁板出現問題的類型及其產生的原因。

表2 各種類型損傷原因表

表2中所提到的各種典型損傷會對墻紙的鋪設產生很大的影響，所以在更換曲面壁板墻紙時需要對壁板進行檢查和修理。

2.2 曲面壁板的維修

當壁板出現損傷時需要對損傷區域進行判斷，然后根據不同的損傷類型進行維修。

2.2.1 損傷類型的判斷

(1) 壁板表面損傷無裂紋

這種損傷的界定是明確的數值要求，損傷位置距離壁板的邊緣不能大于50.80mm；損傷位置距離支架最大允許距離為101.60mm；損傷區域的直徑為不能超10.16mm；面板表面損傷數量最多不能超過十處；損傷允許的最大面積為103.22cm2；缺陷之間的最小允許距離為20.32mm。

(2) 裂紋在壁板的表面

這種損傷的界定是有嚴格要求的，損傷位置距離壁板邊緣不能超過50.80mm；損傷位置距離支架最大允許距離為101.60mm；裂紋的最大尺寸不能超過30.48mm；面板上的裂紋處不能多于兩處；裂紋之間的距離最小為20.32mm。

(3) 單一表面損傷并且傷及蜂窩狀材料

損傷位置距離壁板邊緣不能超過50.80mm；損傷位置距離支架最大允許距離為101.60mm；裂紋的最大尺寸不能超過30.48mm；面板上的裂紋處不能多于兩處；缺陷之間的最小距離不能超過60.96mm。

(4) 單或雙面表面破損與蜂窩狀材料破損

這種損傷的界定是有嚴格要求的，損傷位置距離壁板邊緣不能超過50.80mm；損傷位置距離支架最大允許距離為101.60mm；損傷區域的最大直徑不能超過101.60mm；壁板表面損傷處不能超過1處。

2.2.2 損傷區域的維修施工

對表面損傷無裂紋的損傷修理，需清潔損傷區域并涂上樹脂并室溫下固化，用砂紙打磨使修理區域與部件外形一致，用更細的砂紙打磨表面。

對裂紋在壁板表面的損傷修理，需清潔損傷區域并填充樹脂，待室溫固化后用砂紙打磨使修理區域與部件外形一致，用更細的砂紙打磨表面，不要傷到周邊纖維層。

對損傷到蜂窩芯的修理，需去除損傷的壁板和蜂窩芯，對修理區域進行型面加工，更換蜂窩芯并鋪層修理，真空固化，表面修理。

第一，創建一個VI，在前面板上放置圖形顯示控件中的波形圖和Express XY圖，默認的橫縱坐標就可以，并將他們分別再復制兩個以作為顯示波形和頻譜。

對穿透的損傷類型進行修理，需去除損傷的蒙皮和蜂窩芯，對修理區域進行型面加工，準備更換蜂窩芯并鋪層修理，真空固化并檢查修理效果，表面修理。

2.3 曲面壁板維修的耗材及施工要點

為獲得理想的維修效果，需徹底清潔曲面壁板損傷區域及周邊。使用的清潔劑主要包括異丙醇等溶劑。修理曲面壁板所使用的耗材基體材料主要是樹脂，增強材料主要是玻璃纖維織物，另外還有一些輔助材料，比如分離膜、透氣棉、真空袋膜等。

用不起毛的棉布蘸少量清潔劑，擦拭墻紙和曲面壁板表面，用干的擦拭紙擦去表面多余的清潔劑，擦拭方向為單一方向。清潔目的是為提高面板表面與墻紙表面的粘接性能。

墻紙鋪設需使用熱敏膠BOSTIK 7132及固化劑BOSCODUR 24T，按16:1的體積比進行調配。為提高噴涂效果，通常會在配好的粘接膠中添加一定比例的MEK溶劑，保證噴涂效果。

3 曲面壁板墻紙成型施工工藝探討

用于鋪設曲面壁板的墻紙是一種薄且不帶膠的墻紙，在使用時需在其背面和壁板上分別刷涂或噴涂接觸膠。

本文以Schneller廠家生產的牌號為S1201為鋪設成型研究對象，同時對其展開施工工藝的介紹。

主要施工工具有風筒和氣動噴槍。墻紙的鋪設：粘接膠噴涂完后在室溫下靜置時間15分鐘后進行墻紙的鋪設。鋪設時先將墻紙工整的鋪設在壁板表面，確保墻紙不出現褶皺然后根據壁板曲面輪廓，在不加溫的情況下用手輕輕的將墻紙和壁板粘接，之后用加溫槍對墻紙表面加熱，使粘接膠獲得溫度進而在墻紙和壁板表面產生分子擴散力，將墻紙粘在壁板表面。鋪設時需特別關注溫度和壓力的搭配，在墻紙發軟時及時對表面施加壓力確保墻紙粘接牢固。

減壓孔的制作（圖2）：熱真空成型時為獲取墻紙表面的真空壓力，大多在窗框位置制作減壓孔。根據窗框大小確定減壓孔的大小，制作減壓孔避免損失墻紙。

圖2 減壓孔

檢查成型后的墻紙：取出成型后的工件并檢查表面墻紙成型鋪設質量

窗框位置墻紙反包（圖3）：借助熱風筒包邊窗框位置的墻紙。

圖3 窗口位墻紙翻邊

4 提高墻紙成型質量的工藝探討

墻紙在真空成型機內借助溫度、壓力的作用粘接到壁板表面，如何獲得更好的獲得墻紙成型質量，值得探討。

固定燈組真空成型機是一款飛機側壁板墻紙成型設備，利用真空壓力和紅外輻射加熱的方式，用于多種型號飛機壁板墻紙鋪設工作。設備主要由加溫設備、壓膜設備、抽真空設備及控制系統組成。

曲面壁板通常存放在支撐模具的中部，面板和支撐模具之間放置通氣棉和真空砂。確保面板得到均勻的支撐力。

4.1 墻紙成型施工要點探討

墻紙成型施工時曲面壁板放置在密閉的膠膜腔內并給以溫度和壓力，加溫方式為紅外線燈泡，加壓方式為真空泵抽取空氣形成真空負壓。

將手工鋪設好的曲面壁板放置在真空床內，確保弧型面板地底部接觸面不能出現懸空，然后將膠膜框緩慢放置到真空床正上方，接著將熱電偶導線擺在覆蓋曲面壁板的最低位置，將真空床推至加熱箱下開始加溫加壓，墻紙成型后待冷卻至30攝氏度后卸去真空負壓，如圖4所示。

圖4 成型過程圖

損傷類型和部位的不同對熱成型所需壓力和溫度提出不同的要求，需根據面板修復情況來匹配溫度、壓力及其作用時間。在大量的施工經驗積累的基礎上總結出A320型客艙曲面壁板墻紙成型時的溫度、壓力的對應關系，如圖5所示。

圖5 加溫加壓曲線圖

4.2 提高墻紙成型質量的工藝初探

4.2.1 曲面壁板維修工藝創新

在長期的維修過程中發現，損傷區域面積的大小和損傷的位置對成型墻紙時所需的壓力溫度有影響。所以在修理過程中會根據損傷的類型和位置，設計不同的修補型面。一般會將損傷區域的修補型面做成圓形以提高修理質量。

4.2.2 曲面壁板窗框位置開減壓孔

為使墻紙表面獲得足夠且均勻壓力，嘗試在窗框位置處開出不同形狀和尺寸的減壓孔讓墻紙在窗框位置獲得充足的形變。實踐證明這種方法能讓墻紙在窗框位置獲得預期的成型效果。

4.2.3 溫度和壓力的控制

在總結大量的經驗數值并反復試驗的基礎上，獲得能夠較好成型A320型墻紙的真空壓力和溫度以及時間的匹配數值，具體見表3。

表3 溫度壓力時間匹配數據表圖

4.2.4 創新工藝對墻紙鋪設成型的直接影響以一架飛機38塊側壁板墻紙更換為例，損傷板材的數據為零，具體見表4。

表4 墻紙損傷分類數據表

5 結論

在整個A320弧面壁板墻紙鋪設的過程里面，通過不斷的總結經驗并嘗試新的施工方法，得出能有效提高墻紙成型質量的方法，即通過制作修補型面、在墻紙上做減壓孔、匹配溫度壓力等方法，來提高成型的質量和效率，初步解決以往墻紙成型時出現的不同問題。