飞机复合材料装配连接技术

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1、技术前沿TECHNOLOGYFRONT飞机复合材料结构装配连接技术AssemblyandFasteningforCompositeStructureinAircraft哈尔滨飞机工业集团有限责任公司　　常仕军　肖红　侯兆珂　董楹随着复合材料在飞机结构上应用比例的大幅度提高，复合材料结构装配连接方面存在的问题逐渐突出。与国外飞机制造公司相比，我国复合材料结构制造装配基础差、技术水平低，复合材料结构装配连接技术已成为我国飞机研制过程中的关键技术之一。能够大幅度地减少零件、紧固件和模之一。具数量，简化装配

2、工序，提高整体结构的综合性能，缩短生产周期，降低复合材料结构装配常仕军毕业于西北工业大学航空宇航制制造成本，成为新一代飞机机体结连接方法造工程专业，现为中航工业哈尔滨飞机构四大主要材料之一。从空客A380由于受实际生产中复合材料成工业集团有限责任公司主管工艺员，主飞机上复合材料用量占机体重量的型工艺技术水平的限制，并考虑到设要从事直升机和通用飞机的胶接、铆接、总装工艺指导工作。25%，到波音787飞机的50%，再到计、工艺、维修、运输等方面的需求，A350的52%，复合材料在机体结构从制造、装配、使

3、用和维护的实际需[1-2]上的应用以年均9%的速率增长。要出发，复合材料结构设计还保留着随着复合材料在飞机结构上应用比大量的设计分离面和工艺分离面，这近年来，复合材料以其较高的比例的大幅度提高，复合材料结构装配些分离面需要在装配阶段与其他复强度、比模量、较好的延展性、热膨胀连接方面存在的问题逐渐突出。与合材料结构件或金属结构件进行装系数小、抗疲劳能力和抗振能力强、国外飞机制造公司相比，我国复合材配连接。与金属结构相比，复合材抗腐蚀、独特的耐烧蚀性、各向异性料结构制造装配基础差、技术水平料层间强度低、

4、抗冲击能力差等弱[3]和可设计性等特点，以及采用共固低，复合材料结构装配连接技术已成点，决定了其结构的装配连接难度化、共胶接为核心的整体成型技术；为我国飞机研制过程中的关键技术大、技术要求高。合理和灵活地运72航空制造技术·2010年第4期技术前沿TECHNOLOGYFRONT程是：制铆钉孔→锪埋头窝→放钉→压紧铆接件→形成镦头→完成铆接→检查。常见的铆接方法有压铆[4]和锤铆。压铆是利用挤压力而形成镦头的铆接方法，其主要特点有：·铆钉杆在形成过程中膨胀较均匀，对孔的填充较好；·钉杆端头镦粗也比较均

5、匀，能控制镦头一定的高度，不易发生鼓包、压伤、铆缝下陷及其他表面缺陷；·铆接时零件紧密贴合，外形好，连接强度较高；·劳动强度低，无振动和噪声，有利于复合材料结构件的铆接，可防止复合材料的局部损伤。锤铆就是在铆接过程中，用铆枪用复合材料的连接形式及方法，是提机械连接的缺点是：或榔头锤击铆卡，铆卡锤击铆钉，产高复合材料结构件强度、减轻结构重·复合材料结构件装配前钻孔困生间隙冲击力和顶铁的反作用力，使量、充分发挥复合材料优异特性的重难，刀具磨损快，孔的出口端易产生铆钉杆镦粗而形成镦头的铆接方法。要条件之一

6、。分层；锤铆分为正铆和反铆2种，正铆法是复合材料零件之间或复合材料·开孔部位引起应力集中，强度用顶铁顶住铆钉头，铆卡锤击铆钉杆与金属零件之间的装配连接，通常局部降低，孔边易过早出现挤压破而形成镦头的铆接法；反铆法则是有机械连接、胶接和混合连接3种方坏；用顶铁顶住铆钉杆，用铆卡锤击铆钉法。·金属紧固件易产生电化学腐头的铆接方法。正铆铆接变形小，表在复合材料连接工艺技术中，选蚀，需采取防护措施；面质量好，铆接强度较高，适于薄壁用何种连接方法，主要根据实际使用·复合材料结构在实施机械连接复合材料结构件的铆

7、接；但劳动强要求而定。一般来讲，当承载较大、过程中易发生损伤；度大，顶铁较重，铆接件不易自动压可靠性要求较高时，宜采用机械连·增加紧固件或铆钉的重量，连紧，容易使铆缝产生间隙，层压复合接；当承载较小、构件较薄、环境条接效率低。材料易产生分层缺陷。反铆顶铁较件不十分恶劣时，宜采用胶接连接；按照所用紧固件及连接工艺的轻，能促使铆接件贴紧，削除铆接件在某些特殊情况下，为提高结构的破不同，机械连接又可分为铆接、螺接间的间隙，但铆接件易变形，铆钉处损-安全特性时，可采用混合连接。和专用紧固件连接。其中铆接是一

8、会产生局部凹陷，容易导致薄壁复合1　机械连接种不可拆卸的连接；螺接可传递大材料结构件产生裂纹，铆接件表面易复合材料的机械连接是指将复载荷，便于装卸，其安装工艺基本与产生伤痕，不光滑。合材料被连接件局部开孔，然后用铆金属结构相同；为了满足某些特殊复合材料结构件铆接时，铆钉杆钉、销钉和螺栓等将其紧固连接成整要求，如在结构不开敞、难于触及、密的镦粗使孔区产生较大的变形，由于体。在复合材料的连接中，机械连接封、表面曲率大等情况下，可采用特复合材料的相对延伸率较小，很容易仍是主