焊接是現代中(zhōng)國(guó)制造業中(zhōng)被廣泛研究采用(yòng)的一項技(jì )術工(gōng)藝,具(jù)有(yǒu)速度快、密封性好等優點,在航天、船舶和汽車(chē)生産(chǎn)制造企業中(zhōng)大顯身手。連續摩擦焊機由電(diàn)動機帶動一個工(gōng)件旋轉,同時把另一工(gōng)件壓向旋轉工(gōng)件,使其接觸面相互摩擦産(chǎn)生熱量和一定塑性變形,然後停止旋轉,同時施加頂鍛壓力完成焊接。焊接質(zhì)量與轉速、摩擦時間、摩擦壓力、頂鍛壓力和工(gōng)件頂鍛變形量有(yǒu)關。摩擦焊接機利用(yòng)工(gōng)件端面相互摩擦産(chǎn)生的熱量使之達到塑性狀态,然後頂鍛完成焊接的方法。因車(chē)削工(gōng)件時切屑往往牢牢地粘在刀(dāo)頭上,軸與軸瓦之間潤滑不良時也會産(chǎn)生局部焊合,摩擦焊就是從這些現象出發而發明的。摩擦焊可(kě)分(fēn)為(wèi)連續驅動摩擦焊和慣性摩擦焊兩種。慣性摩擦焊機在焊接前,将工(gōng)件分(fēn)别裝(zhuāng)入旋轉端和滑移端,再将旋轉端加速,當旋轉端轉速達到設定值時,主軸的驅動馬達與旋轉端分(fēn)離。那麽,飛機在制造管理(lǐ)過程中(zhōng)我們能(néng)否也采用(yòng)不同金屬焊接機焊接工(gōng)藝?答(dá)案是否定的。主要問題原因有(yǒu)如下幾個重要方面:
如圖1所示,飛機制造材料。現代飛機的波音787和空客A350XWB出現之前主要生産(chǎn)鋁合金材料。這種材料具(jù)有(yǒu)顯着的特征 - 可(kě)焊性較差。與傳統的焊接進行焊接,局部應力集中(zhōng)的焊接區(qū)域,使得金屬變脆并且容易缺陷水泡,氣泡,微裂紋,從而使這些結構中(zhōng)的位置上的性能(néng)比焊接區(qū)降低。這架飛機是不可(kě)接受的。
雖然我們現在中(zhōng)國(guó)也有(yǒu)一些具(jù)有(yǒu)特殊的焊接工(gōng)藝,比如攪拌摩擦焊接和激光焊接,但相關信息技(jì )術發展過于複雜,而且企業難以得到保證工(gōng)藝穩定性。對于同一種材料方面來說,越薄越不容易焊接。飛機蒙皮厚度一般認為(wèi)隻有(yǒu)2毫米左右,即便學(xué)生能(néng)夠提高焊接,難度也會很(hěn)大,非一般操作(zuò)管理(lǐ)人員工(gōng)作(zuò)能(néng)夠勝任,不利于飛機批量生産(chǎn)。
波音787和空客A350XWB主要由複合材料組成,采用(yòng)複合方法和特殊技(jì )術,由多(duō)種單一材料制成。 焊接比鋁合金更困難,制造商(shāng)幾乎不使用(yòng)焊接。
圖2。 飛機工(gōng)作(zuò)特性。 當飛機在高空高速飛行時,機身上的皮膚承受着拉力。 發動機工(gōng)作(zuò)時會震動,飛機本身也會震動。 飛機在每次飛行中(zhōng)所受到的力是不斷變化的,還有(yǒu)疲勞問題。 拉伸力、振動和疲勞是導緻焊接性能(néng)下降的主要原因。 在這種條件下長(cháng)時間工(gōng)作(zuò)的飛機可(kě)能(néng)會在焊縫中(zhōng)産(chǎn)生小(xiǎo)裂紋。 更重要的是,裂紋會繼續沿着焊縫生長(cháng),甚至導緻飛機在空氣中(zhōng)解體(tǐ),造成悲慘的生命損失。 鉚接和螺紋連接具(jù)有(yǒu)良好的抗振動、抗疲勞特性,并且由于連接孔的存在,自然抗裂能(néng)力不斷擴大。
3,使用(yòng)飛機的特性。該機的使用(yòng)壽命一般都在20年以上,對身體(tǐ)有(yǒu)很(hěn)多(duō)複雜和精(jīng)密的儀器,在很(hěn)長(cháng)一段時間的過程中(zhōng),不同的設備有(yǒu)不同程度的可(kě)能(néng)發生的,鉚便于維修和更換損壞的。如果焊接,然後飛機蒙皮都将被替換,這會增加維護成本和單修的難度。即使沒有(yǒu)出現任何設備故障,還需要定期檢查和飛機的維護,包括需要拆開進行檢查和維護的連接部分(fēn)。焊接是不可(kě)拆卸的連接,一旦拆卸,結構被破壞。
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