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1、第26卷第1期西安航空技术高等专科学校学报Vol26No12008年1月JournalofXianAerotechnicalCollegeJan.2008先进焊接技术在飞机制造中的应用张颖云,李正(西安飞机工业(集团)有限责任公司工艺研究所,陕西西安710089)摘要:通过对国外飞机制造公司焊接技术的应用分析,明确了先进焊接技术电子束焊、激光焊和搅拌焊技术的应用现状和使用范围,并结合西飞公司的实际情况,提出应该发展电子束焊和激光焊接技术,以弥补未来制造能力的不足;同时应重点关注搅拌摩擦焊接技术的发展动态,掌握国外该技术的应用状况和使用经验。关键词:飞机制造;焊接技术;电子束焊;激光
2、焊;搅拌焊+中图分类号:V261.34文献标识码:A文章编号:10089233(2008)010008042.1真空电子束焊接技术1引言在工业发达国家,真空电子束焊接技术经历了50多年当今世界飞机制造技术的趋势是零件大型化、整体化;的发展,已成为一种日趋成熟的特种工艺连接技术。70年代逐渐扩大轻质材料和永固连接技术在飞机制造中的应用。末和80年代初,电子束焊接设备的数量不断增加,应用领域长寿命、高可靠性、低成本、高效率的产品研发需求促进了先大规模拓宽。80年代至今,该项技术进入了比较平稳的发展进连接技术焊接技术的发展,精确装配和连接技术已成阶段。同时,也在世界航空工业技术市场上
3、占据了重要的地为飞机装配的主要技术特色,飞机装配中的铆接技术逐渐由位,具备了极大的竞争优势。绝对主宰变为选项之一。目前,空中客车公司、波音公司、洛80年代初,西方国家为了满足研制高水平、高性能飞机克希德!马丁公司、Eclipse等在A380,B777,JSF,Eclipse500的需求,制造商越来越多地采用焊接结构,其中电子束焊接等军民机制造中,都相继大量采用了焊接技术作为飞机结构作为必选项,已广泛应用于飞机主要承力构件的制造中。其的连接方法,焊接技术替代铆接技术已经成为一种趋势。这中以格鲁门公司为代表,他们认为,机械加工后进行电子束种替代不再是上世纪的技术预言,不久的将来,飞机部件之焊接是
4、制造起落架、飞机大梁和结构骨架的一种正确方法。间的连接不会完全采用铆接或螺接技术,而会出现焊接技术前苏联对电子束焊技术的研究和应用已有40多年历史,上的足迹。个世纪末,该技术在航空承力结构件的焊接领域中应用持续扩大,随后又扩展到有色金属小件的制造中,主要用于军用2焊接技术在飞机制造中的应用飞机的制造。正如计算机技术走出辅助应用领域,直接进入飞机工艺进入21世纪,电子束焊接已经成为大型飞机制造公司装备制造中一样,焊接技术也由小型零件的制造发展到了大的标准配置,是制造飞机主、次承力结构件和机翼骨架的必型部件和整体机身的组装焊接。先进焊接技术不仅使焊接选技术,也是衡量飞机制造水平的一把标尺。质量
5、较弧焊工艺有了飞跃性发展,而且生产效率是弧焊的5由美国洛克希德公司制造的美国空军司令部使用的最~20倍。焊接技术除了应用在飞机大件的连接中以外,已经大的军用运输机C-5∀银河#号,由于结构件体积大、结构复克服了焊接位置的严格限制,局部区域已经开始代铆接,应杂,不可能使用整体锻件或板材制造,并且主起落架部件和用于机身的制造中。电子束焊接技术(EBW),激光束焊接技承力梁公差要求又高,传统的焊接技术不可能满足要求。洛术(LBW)和搅拌摩擦焊接技术(FSW),就是最具代表性的三克希德公司吸取了专家的意见,选用了电子束焊接技术制造种先进焊接技术。C-5的主次承力结构件,不仅满足了军方的要求,而且提高
6、收稿日期:20070923作者简介:张颖云(1968-),男,西安市临潼区人,西飞工艺研究所高级工程师,研究方向:焊接工艺。第1期张颖云,等:先进焊接技术在飞机制造中的应用9了效率,缩短了生产周期,同时也开创了电子束焊接技术在波纹管、输油管道、变截面导管和异型封闭件。这些零件的航空器结构制造中应用的先河。在随后30年中,电子束焊传统焊接方法多采用微弧等离子弧焊,或者是小电流钨极氩接技术迅速得到西方飞机制造商的普遍认可和推崇,使用范弧焊。随着钛合金材料的大量使用,即便采用了这些低线能围不断扩大,服役功率持续增大。截至目前,应用部分统计量的焊接技术,仍然由于薄壁材料引起的焊接变形超出公差内
7、容见表1。范围和焊接缺陷的无法修复等原因,导致传统焊接工艺面临表1国外电子束焊接设备的应用状况淘汰的命运。激光束焊接配以局部保护措施,非常适合焊接厂家应用的主要机型和部件薄壁钛合金壳体零件。C-5飞机起落架和主次承力构件,钛合金材料和2.3搅拌摩擦焊接技术洛克希德公司300M钢搅拌摩擦焊接是一种完全不同于上述两种焊接技术的波音公司B系列飞机300M钢制造的起落架固相连接方法,由英国焊接研究所于1991年发
