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《焊接技術(shù)在飛機修理中的應(yīng)用》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、焊接技術(shù)在飛機修理中的應(yīng)用 摘要:隨著我國航空業(yè)的不斷發(fā)展,飛機的研制、生產(chǎn)和維修過程中廣泛采用了多種焊接技術(shù)。焊接技術(shù)的進步和發(fā)展能夠更穩(wěn)定的保證飛機的安全運行。本文歸納介紹了電弧焊、釬焊、攪拌摩擦焊、激光焊在飛機維修過程中的應(yīng)用特點以及適用的結(jié)構(gòu),為更好的研究焊接技術(shù)在飛機修理過程中應(yīng)用提供可靠依據(jù)?! £P(guān)鍵詞:焊接技術(shù);飛機修理;運用 DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.055 現(xiàn)代飛機研制、生產(chǎn)和修理過程中,焊接已由原來的輔助工藝變成了不可或缺的關(guān)鍵技術(shù),甚至成為飛機先進性的一種體現(xiàn)。電弧焊、釬焊、攪拌摩擦焊
2、、激光焊等多種焊接新技術(shù)是焊接技術(shù)研究發(fā)展最為迅速和最有發(fā)展前景的方向。時至今日,應(yīng)用電弧焊修復(fù)航空鋁合金和鈦合金材料、應(yīng)用釬焊修復(fù)鈦合金導(dǎo)管斷裂磨損、應(yīng)用攪拌摩擦焊已在國內(nèi)外飛機制造過程中使用、應(yīng)用激光焊修復(fù)鈦合金和不銹鋼等材料已經(jīng)取得了一定的應(yīng)用經(jīng)驗。然而,面對于焊接技術(shù)與航空工業(yè)制造技術(shù)的快速發(fā)展,各種焊接技術(shù)在飛機修理過程中的理論研究和應(yīng)用工藝研究還有待進一步開展更加深入和廣泛的研究?! ?傳統(tǒng)焊接技術(shù)的應(yīng)用 傳統(tǒng)焊接技術(shù)一般指手工電弧焊、混合氣體保護焊、氬弧焊、釬焊等,飛機機體零件的連接大部分被這些傳統(tǒng)焊接技術(shù)所主導(dǎo)?! ?.1電弧焊技術(shù) 電弧焊焊
3、接技術(shù)在飛機上所涉及的材料主要有鋁合金、鈦合金、不銹鋼、結(jié)構(gòu)鋼等金屬材料。鋁合金因具有密度低、耐蝕性好、抗疲勞性能高、較高的比強度與比剛度等優(yōu)點,成為飛機結(jié)構(gòu)的理想材料。目前鋁合金在飛機上的用量約占六至八成,2099、2199和2196等鋁鋰合金用于A380的地板梁,如橫梁、座椅滑軌、座艙以及應(yīng)急艙地板結(jié)構(gòu)、電子設(shè)備安裝架及角形物,飛機在服役過程中鋁合金結(jié)構(gòu)的零件難免會造成損壞,電弧焊焊接技術(shù)能焊接的鋁合金有純鋁、鋁鋰合金、硬鋁合金、鑄造鋁合金和鍛造鋁合金。 鈦合金具有高比剛度、高比強度、耐熱性、抗腐蝕性和損傷容限性能,廣泛的應(yīng)用到飛機制造中。波音公司生產(chǎn)的7
4、87飛機鈦材料的用量約占機體重量的15%,以這樣來計算,每架飛機采用鈦材料約130噸,電弧焊焊接技術(shù)能焊接TA1、TA2、TA3、TC1、TC2、TC3、TC4、TB5等鈦合金,在飛機長時間的使用過程中鈦合金結(jié)構(gòu)件以及零部件難免出現(xiàn)一些問題需要重新焊接修復(fù)。因此,在飛機修理過程中很多地方會用到電弧焊焊接技術(shù)。 1.2釬焊技術(shù) 釬焊是采用比母材熔點低的金屬材料作釬料,將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點,低于母材熔化溫度,利用液態(tài)釬料潤濕母材,填充接頭間隙并與母材相互?U散實現(xiàn)連接焊件的方法。釬焊變形小,接頭光滑美觀,適合于焊接精密、復(fù)雜和由不同材料組成的構(gòu)件,如蜂
5、窩結(jié)構(gòu)板、透平葉片、硬質(zhì)合金刀具和印刷電路板等。當(dāng)前,在飛機制造和維修過程中,有大量系統(tǒng)導(dǎo)管要進行焊接,因釬焊具有對于材料的連接及復(fù)雜精細結(jié)構(gòu)件獨特的優(yōu)越性和靈活性,在飛機裝配過程中導(dǎo)管的焊接多采用釬焊焊接?! 〗陙恚瑖鴥?nèi)外在航空領(lǐng)域廣泛使用釬焊焊接技術(shù)。在飛機修理過程中已將釬焊技術(shù)應(yīng)用于飛機鈦合金導(dǎo)管斷裂、磨損等損傷的原位修復(fù)?! ?先進焊接技術(shù)的應(yīng)用 2.1攪拌摩擦焊技術(shù) 攪拌摩擦焊技術(shù)主要利用一種非耗損、高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭,插入待焊界面,摩擦加熱被焊金屬界面成熱塑軟化狀態(tài)并持續(xù)摩擦,摩擦產(chǎn)生的熱使攪拌頭附近的被焊金屬材料溫度升高,當(dāng)焊接攪拌頭沿著焊接界
6、面向前旋轉(zhuǎn)移動時,在壓力、推力和擠壓力的綜合作用下實現(xiàn)焊接材料擴散連接,形成致密的金屬間固相連接?! ∧壳?,我國自主研制的大飛機貨艙地板和斜臺地板、美國Eclipse公司生產(chǎn)的EclipseN500中小型商用客機機身基本上全部利用攪拌摩擦焊制造。另外,攪拌摩擦焊技術(shù)也應(yīng)用到新舟系列飛機地板,蒙皮、長絎等結(jié)構(gòu)的連接。攪拌摩擦焊以具有以下優(yōu)點:焊接質(zhì)量較高,在不換件修理情況下,能夠達到等強度修理,提高了飛機修理的可靠性;對焊接條件要求低,修理效率高,提高了可維護性,適合于對飛機的快速修理?! ?.2激光焊技術(shù) 激光焊接是以激光為熱源進行的焊接技術(shù),激光焊接是利用激
7、光束照射金屬表面,因激光是一束平行光,用凸透鏡或者拋物鏡聚焦光束,可以得到較高的功率密度,通過高功率密度的激光熱源使金屬熔化,同時激光產(chǎn)生的高溫能夠?qū)⒉牧蟽?nèi)部的大部分雜質(zhì)汽化,具有熔池凈化效應(yīng),從而使焊縫的機械性能得到明顯地改善和提高[1]。激光焊接作為一種先進焊接技術(shù),具有傳統(tǒng)焊接技術(shù)無法比擬的優(yōu)點,它具有加熱范圍小、接頭性能好、殘余應(yīng)力和焊接變形小、焊接能量密度高、光束斑點定位準確、熱影響區(qū)域小、無污染以及任何腐蝕、激光技術(shù)配以計算機控制接口易實現(xiàn)自動化的特點[2]。 激光焊接多用于飛機蒙皮的拼接及蒙皮與長桁的焊接,此外在飛機機身附件的裝配中也大量使用了激
8、光焊接技術(shù),激光焊接已應(yīng)