先进连接技术在航空航天工业中的应用

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1、先进材料连接技术课程作业简述先进连接技术在航空航天工业中的应用学号：-学院：航空制造工程学院所在系：焊接技术与工程学生姓名：-任课教师：-2009年12月简述先进连接技术在航空航天工业中的应用-（南昌航空大学焊接技术与工程系06014219，江西南昌330063）摘要：连接技术包括焊接技术、机械连接技术和粘接技术。本文通过对多篇论文的综述，分析了航空航天工业中连接技术的国内外发展历史、现状及发展前景，并介绍了航空航天工业中各种连接技术的应用实例。关键词：航空航天；焊接；机械连接；粘接0前言连接技术包括焊接技术、机械连接技术和粘接技术，它是制造技术的重要组成部分，也是航空工业、航天工业中不

2、可缺少的技术。先进连接技术的发展总是不断地从新科技的成果中获得新的起点。20世纪初电弧应用于焊接产生了电弧焊，在造船、汽车、桥梁、航空航天等工业，创造出了许多大型焊接结构，使焊接成为一种重要的连接技术。20世纪中期，电子束、等离子弧、激光束相继问世，高能束连接技术应运而生，其应用如航空发动机的电子束焊接，立即创造出了明显的经济和社会效益。新型材料的出现对连接技术提出了新的课题，成为其发展的重要推动力。许多新材料，如耐热合金、钛合金、陶瓷、金属基，陶瓷基／树脂基，碳-碳复合材料等的连接，特别是异种材料之间的连接，采用通常的焊接方法无法完成，扩散焊、摩擦焊、超塑成形／扩散连接、液相扩散焊、活

3、性钎焊、高性能粘接与机械连接等方法应运而生，解决了许多过去无法解决的材料连接问题。新产品、新构件和新器件也对连接技术提出了新的要求，促进传统连接技术的不断改进与连接技术的创新，以适应发展的要求，如微连接技术、精密钎焊技术、加活性焊剂的氨弧焊及电弧一激光等复合能源高效焊接技术等。航空航天工业是一个国家综合国力的集中体现，是反映制造业能力与水平的最显著的标志之一，也是新技术、新工艺和新材料等研究与应用的竞争领域。在航空航天的装备和材料加工的过程中，焊接技术始终处于至关重要的地位。为进一步了解国内外连接技术的历史、现状及发展趋势，促进对焊接专业的学习，现做如下介绍。1历史发展1.1国内航空航天

4、焊接20世纪60年代以来，国内设计的飞机上采用焊接结构越来越少，飞机厂除增添了几台氩弧焊机(含脉冲氩弧焊)、三相低频或二次整流点缝焊机和个别真空充氩弧焊设备外，三四十年一切如故，车间及设备陈旧不堪，技术水平下降。MD一82飞机的生产除导管感应钎焊和薄板TIG焊、点缝焊外，其余变化不大。引进苏27的生产权使国内航空界受到极大的震动。其机体的焊接组件部件近千件，涉及的零件近万件，几乎遍及整个飞机机体重要的承力构件较多地采用了焊接构件，如高强结构钢起落架的电子束焊，钛合金隔框和梁的潜弧焊，2号油箱钛合金下壁板和进气道防护隔栅采用穿透焊，后机身的钛合金蒙皮壁板采用TIG焊和点、缝焊，铝合金、不锈

5、钢、钛合金导管采用TIG焊、感应钎焊(含现场安装感应钎焊)。通过建线及材料国产化阶段的攻关，对俄罗斯的焊接技术已基本掌握；在承力框上正以先进的EBW取代质量较差的潜弧焊工艺，由于免除反复机加工一焊接一热处理的过程，将明显地提高生产效率和降低成本。在该型机的机载设备建线阶段，除常规焊接方法外，还有电子束钎焊、扩散焊、激光焊、真空钎焊、等离子弧焊及凸焊等工艺。1.2国外航空航天焊接美国格鲁门公司于20世纪70年代初开始将用电磁铆接用于F一14复合材料制件的铆接，随后波音公司又在波音系列飞机采用磁脉冲铆接进行装配，包括油箱区的密封铆接。在自动电磁铆接方面，有俄罗斯用于壳体结构和圆筒结构进行补铆

6、的自动化电磁铆接；自动化装配系统是采用机器人、自动钻铆机、电磁铆接动力头等组成的柔性自动装配系统，具有自动传送工件、自动测厚及测孔、自动钻及紧固件连接等功能，应用于翼梁、机身及尾部等部位组件的装配[1]。2现状评述2.1焊接技术在中国火箭发动机上的应用发动机是运载火箭的心脏，液体火箭发动机推力室由燃烧室头部喷注器组合件和身部(包括燃烧室和喷管)焊接而成。头部由层板式熔焊结构及套筒式、套圈式、管板式等的钎焊或扩散焊结构组成。推力室身部最初为结构钢内外壁夹层焊接结构，其内壁厚达5～6mm，外壁厚达2～5mm，制造时易产生焊接裂纹，试车时易发生疲劳破坏。此后，推力室身部结构不断创新，采用了适于

7、再生冷却的波纹板式、铣槽式等加压钎焊结构。喷管采用了管束熔焊结构。夹层结构内壁及管束结构的导板均需接触高温高速燃气流，虽可通过再生冷却散热降温，但其材料仍需具有一定的高温强度。因此选用了不锈钢、耐热钢、高温镍基合金和导热性较好的铜合金材料。夹层结构的外壁和管束式结构的加强箍，由高强度不锈钢和镍基合金制成。铣槽式和波纹板式夹层结构的零组件由氩弧焊、等离子弧焊和电子束焊完成，由于铜合金热影响区易于氧化，铜／钢夹层结构的零组件及总装件采用