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科普:飞机为什么不用焊接?

添加时间:2018-11-10

摘要:焊接是现代制造业中被广泛采用的一项工艺,具有速度快、密封性好等优点,在航天、船舶和汽车制造中大显身手。那么,飞机在制造过程中能否也采用焊接工艺?答案是否定的。主要

  
  焊接是现代制造业中被广泛采用的一项工艺,具有速度快、密封性好等优点,在航天、船舶和汽车制造中大显身手。那么,飞机在制造过程中能否也采用焊接工艺?答案是否定的。主要原因有如下几个方面:
科普:飞机为什么不用焊接?
  一、飞机的制造材料造成的。
  在波音787和空客A350XWB问世前,现代飞机的主要制造材料是铝合金。这种材料有一个突出的特点——焊接性能极差。采用传统的焊接方式焊接后,焊接区域局部有应力集中,使得金属变脆,而且易产生砂眼、气泡、微裂纹等缺陷,使得结构在这些位置的性能低于非焊接区。这在飞机制造中是不能接受的。
  虽然现在也有一些特殊的焊接工艺,比如搅拌摩擦焊接和激光焊接,但相关技术过于复杂,而且难以保证工艺稳定性。对于同一种材料来说,越薄越不容易焊接。飞机蒙皮厚度一般只有2毫米左右,即便能够焊接,难度也会很大,非一般操作人员能够胜任,不利于飞机批量生产。
  波音787和空客A350XWB机体以复合材料为主,这些复合材料是多种单一材料通过复合的方法,再经过特殊工艺制成的,焊接的难度比铝合金还要大,制造商几乎不使用焊接。
  二、飞机的工作特性造成的。
  飞机在高空高速飞行时,机身蒙皮承受的是拉力。发动机在工作时存在振动,同时飞机自身也会产生振动。飞机在每个航班中经历的各种力都是不断变化的,会存在疲劳问题。而拉力、振动和疲劳,都是引起焊接性能退化的主要原因。
  飞机在这样的环境中长时间工作,就可能在焊接处萌生细小裂纹。更可怕的是,接下来裂纹会沿着焊缝一直扩大,甚至导致飞机在空中解体,发生机毁人亡的惨剧。
  三、飞机的使用特性造成的。
  飞机的使用寿命一般都在20年以上,机体内有很多复杂而精密的仪器,在长时间使用过程中,各种器件都有可能出现不同程度的损坏,采用铆接便于维修和更换。如果采用焊接的话,飞机的蒙皮就要全部进行更换,这样会增加维修费用和单次维修难度。即便不发生任何设备故障,也需要定期对飞机进行检查和维护,包括需要把连接的部位拆开进行检查和维护。焊接是一种不可拆卸连接,一旦拆开,结构就被破坏了。
  那么机身用什么连接?铆接和螺接具有很好的抗振动、抗疲劳等特点,而且由于有连接孔的存在,天然地具有抗裂纹继续扩大的能力。
  好了,看完本篇文章,大家是不是明白了呢,焊接技术也不是万能的哟!我国的制造技术也是十分精妙的,甚至某些技术领先于世界各国。随着现代航空技术的进步,新的飞行动力理论的应用,飞机机身的外形也呈现千姿百态,变化多端,如隐身战斗机所使用的机翼和机身融为一体的翼身融合体;除去机身和尾翼的飞翼;除去机翼的升力体机身;以汽车作为机身的汽车飞机等等。中国航空的每一步脚印,都离不开高标准的零件。小小的航空铆钉,不仅仅是中国航空科技智慧成果的突破,也是中国工程师与基层产业工人“匠人精神”的展现。我们有理由相信它能够发展得越来越好!

文章标题:科普:飞机为什么不用焊接?

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