焊接技术在飞机修理中的应用

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1、焊接技术在飞机修理中的应用　　摘要：随着我国航空业的不断发展，飞机的研制、生产和维修过程中广泛采用了多种焊接技术。焊接技术的进步和发展能够更稳定的保证飞机的安全运行。本文归纳介绍了电弧焊、钎焊、搅拌摩擦焊、激光焊在飞机维修过程中的应用特点以及适用的结构，为更好的研究焊接技术在飞机修理过程中应用提供可靠依据。　　关键词：焊接技术；飞机修理；运用　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.055　　现代飞机研制、生产和修理过程中，焊接已由原来的辅助工艺变成了不可或缺的关键技术，甚至成为飞机先进性的一种体现。电弧焊、钎焊、搅拌摩擦焊

2、、激光焊等多种焊接新技术是焊接技术研究发展最为迅速和最有发展前景的方向。时至今日，应用电弧焊修复航空铝合金和钛合金材料、应用钎焊修复钛合金导管断裂磨损、应用搅拌摩擦焊已在国内外飞机制造过程中使用、应用激光焊修复钛合金和不锈钢等材料已经取得了一定的应用经验。然而，面对于焊接技术与航空工业制造技术的快速发展，各种焊接技术在飞机修理过程中的理论研究和应用工艺研究还有待进一步开展更加深入和广泛的研究。　　1传统焊接技术的应用　　传统焊接技术一般指手工电弧焊、混合气体保护焊、氩弧焊、钎焊等，飞机机体零件的连接大部分被这些传统焊接技术所主导。　　1.1电弧焊技术　　电弧焊焊

3、接技术在飞机上所涉及的材料主要有铝合金、钛合金、不锈钢、结构钢等金属材料。铝合金因具有密度低、耐蚀性好、抗疲劳性能高、较高的比强度与比刚度等优点，成为飞机结构的理想材料。目前铝合金在飞机上的用量约占六至八成，2099、2199和2196等铝锂合金用于A380的地板梁，如横梁、座椅滑轨、座舱以及应急舱地板结构、电子设备安装架及角形物，飞机在服役过程中铝合金结构的零件难免会造成损坏，电弧焊焊接技术能焊接的铝合金有纯铝、铝锂合金、硬铝合金、铸造铝合金和锻造铝合金。　　钛合金具有高比刚度、高比强度、耐热性、抗腐蚀性和损伤容限性能，广泛的应用到飞机制造中。波音公司生产的7

4、87飞机钛材料的用量约占机体重量的15%，以这样来计算，每架飞机采用钛材料约130吨，电弧焊焊接技术能焊接TA1、TA2、TA3、TC1、TC2、TC3、TC4、TB5等钛合金，在飞机长时间的使用过程中钛合金结构件以及零部件难免出现一些问题需要重新焊接修复。因此，在飞机修理过程中很多地方会用到电弧焊焊接技术。　　1.2钎焊技术　　钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互?U散实现连接焊件的方法。钎焊变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件，如蜂

5、窝结构板、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。当前，在飞机制造和维修过程中，有大量系统导管要进行焊接，因钎焊具有对于材料的连接及复杂精细结构件独特的优越性和灵活性，在飞机装配过程中导管的焊接多采用钎焊焊接。　　近年来，国内外在航空领域广泛使用钎焊焊接技术。在飞机修理过程中已将钎焊技术应用于飞机钛合金导管断裂、磨损等损伤的原位修复。　　2先进焊接技术的应用　　2.1搅拌摩擦焊技术　　搅拌摩擦焊技术主要利用一种非耗损、高速旋转的搅拌头，插入待焊界面，摩擦加热被焊金属界面成热塑软化状态并持续摩擦，摩擦产生的热使搅拌头附近的被焊金属材料温度升高，当焊接搅拌头沿着焊接界

6、面向前旋转移动时，在压力、推力和挤压力的综合作用下实现焊接材料扩散连接，形成致密的金属间固相连接。　　目前，我国自主研制的大飞机货舱地板和斜台地板、美国Eclipse公司生产的EclipseN500中小型商用客机机身基本上全部利用搅拌摩擦焊制造。另外，搅拌摩擦焊技术也应用到新舟系列飞机地板，蒙皮、长绗等结构的连接。搅拌摩擦焊以具有以下优点：焊接质量较高，在不换件修理情况下，能够达到等强度修理，提高了飞机修理的可靠性；对焊接条件要求低，修理效率高，提高了可维护性，适合于对飞机的快速修理。　　2.2激光焊技术　　激光焊接是以激光为热源进行的焊接技术，激光焊接是利用激

7、光束照射金属表面，因激光是一束平行光，用凸透镜或者抛物镜聚焦光束，可以得到较高的功率密度，通过高功率密度的激光热源使金属熔化，同时激光产生的高温能够将材料内部的大部分杂质汽化，具有熔池净化效应，从而使焊缝的机械性能得到明显地改善和提高[1]。激光焊接作为一种先进焊接技术，具有传统焊接技术无法比拟的优点，它具有加热范围小、接头性能好、残余应力和焊接变形小、焊接能量密度高、光束斑点定位准确、热影响区域小、无污染以及任何腐蚀、激光技术配以计算机控制接口易实现自动化的特点[2]。　　激光焊接多用于飞机蒙皮的拼接及蒙皮与长桁的焊接，此外在飞机机身附件的装配中也大量使用了激

8、光焊接技术，激光焊接已应