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飛機為什麽不能焊接?

文字:[大][中][小] 2017-3-3    瀏覽次數:1852    

焊接是現代製造業中被廣泛采用的一項工藝,具有速度快、密封性好等優點,在航天、船舶和汽車製造中大顯身手。那麽,飛機在製造過程中能否也采用焊接工藝?答案是否定的。主要原因有如下幾個方麵:
  首先是飛機的製造材料造成的。
  
  在波音787和空客A350XWB問世前,現代飛機的主要製造材料是鋁合金。這種材料有一個突出的特點——焊接性能極差。采用傳統的焊接方式焊接後,焊接區域局部有應力集中,使得金屬變脆,而且易產生砂眼、氣泡、微裂紋等缺陷,使得結構在這些位置的性能低於非焊接區。這在飛機製造中是不能接受的。


  雖然現在也有一些特殊的焊接工藝,比如攪拌摩擦焊接和激光焊接,但相關技術過於複雜,而且難以保證工藝穩定性。對於同一種材料來說,越薄越不容易焊接。飛機蒙皮厚度一般隻有2毫米左右,即便能夠焊接,難度也會很大,非一般操作人員能夠勝任,不利於飛機批量生產。
  波音787和空客A350XWB機體以複合材料為主,這些複合材料是多種單一材料通過複合的方法,再經過特殊工藝製成的,焊接的難度比鋁合金還要大,製造商幾乎不使用焊接。



  其次是飛機的工作特性造成的。

  飛機在高空高速飛行時,機身蒙皮承受的是拉力。發動機在工作時存在振動,同時飛機自身也會產生振動。飛機在每個航班中經曆的各種力都是不斷變化的,會存在疲勞問題。而拉力、振動和疲勞,都是引起焊接性能退化的主要原因。
  飛機在這樣的環境中長時間工作,就可能在焊接處萌生細小裂紋。更可怕的是,接下來裂紋會沿著焊縫一直擴大,甚至導致飛機在空中解體,發生機毀人亡的慘劇。而鉚接和螺接具有很好的抗振動、抗疲勞等特點,而且由於有連接孔的存在,天然地具有抗裂紋繼續擴大的能力。



  最後是飛機的使用特性造成的。

  飛機的使用壽命一般都在20年以上,機體內有很多複雜而精密的儀器,在長時間使用過程中,各種器件都有可能出現不同程度的損壞,采用鉚接便於維修和更換。如果采用焊接的話,飛機的蒙皮就要全部進行更換,這樣會增加維修費用和單次維修難度。即便不發生任何設備故障,也需要定期對飛機進行檢查和維護,包括需要把連接的部位拆開進行檢查和維護。焊接是一種不可拆卸連接,一旦拆開,結構就被破壞了。
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