初探先進(jìn)焊接技術(shù)在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用

崔齡元

摘 要：隨著社會的不斷發(fā)展，我國的焊接技術(shù)也得到了很大發(fā)展，這在很大程度上促進(jìn)了我國航天領(lǐng)域的發(fā)展與進(jìn)步。在航天工業(yè)制造中焊接技術(shù)是極其重要的一項(xiàng)焊接技術(shù)，對航天工業(yè)制造將會有很大地促進(jìn)作用。在航空航天材料的加工過程中，焊接技術(shù)具有十分重要的地位。因此為了保證航空航天工業(yè)制造的質(zhì)量，必須要采取先進(jìn)的焊接技術(shù)，以此來促進(jìn)航空航天領(lǐng)域的發(fā)展。該文主要對航空航天工業(yè)中焊接技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究，并且提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：航空航天 先進(jìn)焊接技術(shù) 應(yīng)用 探討

中圖分類號：V261.34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（b）-0077-02

對于焊接技術(shù)來說，主要是利用加熱以及加壓的方式來將同性或者是異性的工件產(chǎn)生原子間的結(jié)合，從而來完成零件的加工以及工件的連接。焊接技術(shù)可以用于技術(shù)焊接，同時(shí)在非金屬焊接中也將會得到廣泛應(yīng)用。尤其是在航空航天大型工業(yè)制造中，在材料的加工以及連接方面將會得到廣泛應(yīng)用。為了保證航空航天的焊接質(zhì)量，那么必須要采用先進(jìn)的焊接技術(shù)，以此來提升焊接的效率。

1 電子束焊

現(xiàn)今來看，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，航空航天事業(yè)得到了很大發(fā)展，在航空航天制造中，焊接技術(shù)是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，能夠有效提升制造的效率，促進(jìn)航空航天事業(yè)的發(fā)展[1]。對于電子束焊來說，主要工作原理就是在真空的環(huán)境下，利用匯聚的高速電子流來進(jìn)行工件接縫處的轟擊，這樣會將電子動能轉(zhuǎn)化為熱能，將其溶合成一種焊接方式，這也是高能束流加工技術(shù)中重要的組成部分。電子束焊的主要優(yōu)勢就是能量密度較高，同時(shí)焊接的深寬比比較大，焊接變形較小，其控制的精確度比較高，焊接的質(zhì)量穩(wěn)定較為容易實(shí)現(xiàn)，自動控制的優(yōu)點(diǎn)也比較明顯，電子焊接技術(shù)在航空航天等工業(yè)領(lǐng)域中將會得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)也會對其的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。在航空制造業(yè)中，電子束焊技術(shù)的應(yīng)用會在很大程度上提升飛機(jī)發(fā)動機(jī)的制造水平，將發(fā)動機(jī)中的一些減重設(shè)計(jì)以及異種材料進(jìn)行有效焊接，同時(shí)為一些整體加工無法實(shí)現(xiàn)的零件制造提供加工的途徑，以此來提升加工的質(zhì)量。同時(shí)電子束焊自身將會有效提升航空航天工業(yè)中焊接結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度以及低重量、高可靠性的關(guān)鍵技術(shù)問題，保證航空航天材料的焊接質(zhì)量。所以現(xiàn)今在航空航天領(lǐng)域中，電子束焊技術(shù)是最為重要的焊接技術(shù)之一。

2 激光焊接技術(shù)

對于激光焊接技術(shù)來說，也是一種較為重要的焊接技術(shù)，主要工作原理就是利用偏光鏡反射激光，從而來產(chǎn)生光束，將光束集中聚焦在裝置中，產(chǎn)生較大的能量光束，如果焦點(diǎn)逐漸靠近工件，那么工件將會在瞬間熔化以及蒸發(fā)，該方式將會用于焊接的工藝[2]。激光焊接的焊接設(shè)備裝置較為簡單，并且能量的密度也比較高，變形較小，其焊接的精確度比較高，同時(shí)焊縫的深寬比也比較大，這樣將會在室溫以及一些特殊條件下進(jìn)行焊接，對于一些難熔材料的焊接具有很明顯的優(yōu)勢。激光焊接主要是應(yīng)用在飛機(jī)大蒙皮的拼接上以及機(jī)身附件的裝配上。在美國激光焊接技術(shù)在航空航天的應(yīng)用較廣，其中已經(jīng)利用15 kW的CO2仿激光焊接弧光器對飛機(jī)中的各種材料以及零部件進(jìn)行全面的交工，以此來保證其工藝的標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)在很多領(lǐng)域激光焊接技術(shù)都得到了廣泛應(yīng)用，其生產(chǎn)制造成本也將有所降低。

3 攪拌摩擦焊接技術(shù)

對攪拌摩擦焊接技術(shù)來說，這是一種新技術(shù)，主要是利用一種非耗損的攪拌頭，并且利用高速旋轉(zhuǎn)的壓倒待焊接的截面，這樣在不斷地摩擦與加熱中被焊金屬面將會產(chǎn)生熱塑性，同時(shí)在壓力、推力以及擠壓力的作用下來對材料進(jìn)行有效擴(kuò)散連接，這樣將會形成較為致密的金屬間固相連接。同時(shí)不需要對其進(jìn)行氣體的保護(hù)，一些被焊接的材料損傷比較小，并且焊縫熱影響區(qū)也較小，焊縫的強(qiáng)度也比較高。該技術(shù)具有很大的優(yōu)勢，因此被譽(yù)為是當(dāng)代最具有革命性的焊接技術(shù)。在美國等很多航空公司都進(jìn)行了廣泛應(yīng)用，在飛機(jī)蒙皮與翼肋以及飛機(jī)地板等結(jié)構(gòu)件的裝配中都得到了廣泛的應(yīng)用，這樣將會在很大程度上提升連接的質(zhì)量。利用攪拌摩擦技術(shù)提升連接的質(zhì)量，同時(shí)也降低了成本，提高了生產(chǎn)效率，因此其存在較大的應(yīng)用開發(fā)潛能[3]。

4 線性摩擦焊

對于線性摩擦焊來說，主要是在焊接壓力作用下，利用被焊工件做相對線性往復(fù)摩擦運(yùn)動，從而來產(chǎn)生熱量，最終實(shí)現(xiàn)焊接的固態(tài)連接。在焊接壓力的作用下，其中一個(gè)焊件將會對另外一個(gè)焊件沿直線方向利用一定的振幅以及頻率來進(jìn)行直線的往復(fù)運(yùn)動，這樣將會利用摩擦生熱的方式來加熱待焊接部位的表面，在摩擦表面達(dá)到粘塑性的狀態(tài)時(shí)，則要迅速停止摩擦運(yùn)動，之后對其進(jìn)行頂鍛力的施加，從而來充分完成焊接。該方式具有較大的優(yōu)勢，工作效率較高，并且質(zhì)量優(yōu)勢比較明顯，具有較高的節(jié)能價(jià)值[4]。經(jīng)過相關(guān)研究人員的不斷研究，最終將線性摩擦焊接主要用于發(fā)動機(jī)整體鈦合金葉盤制造中，并且其焊接的質(zhì)量也比較高，優(yōu)勢較為明顯。

5 擴(kuò)散焊接技術(shù)

對于焊接技術(shù)來說，也就是所謂的擴(kuò)散連接，可以將2個(gè)或者是2個(gè)以上的固相材料充分緊壓在一起，這樣將其在真空以及保護(hù)氣氛中進(jìn)行加熱處理，讓其保持在母材熔點(diǎn)以下溫度[5]。對其施加壓力，導(dǎo)致其連接界面圍觀塑性變形，從而來達(dá)到緊密接觸的狀況，之后利用保溫、原子相互擴(kuò)散等進(jìn)行牢固結(jié)合，從而來實(shí)現(xiàn)焊接以及兩個(gè)工件之間的連接。對于該方式的主要優(yōu)勢就是接頭質(zhì)量比較好，并且在焊接之后不需要進(jìn)行加工處理，焊接變形量也比較小，一次可以進(jìn)行多個(gè)接頭，其優(yōu)點(diǎn)較為明顯[6]。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，擴(kuò)散焊接技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了直升機(jī)的鈦合金旋翼、飛機(jī)的大梁以及發(fā)動機(jī)機(jī)匣與整體的渦輪等方面，經(jīng)過不斷應(yīng)用，取得了較大成果。

6 結(jié)語

隨著社會的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在航空航天領(lǐng)域中，焊接技術(shù)得到了很大應(yīng)用，發(fā)揮了較大作用。焊接技術(shù)必須要充分保證各個(gè)零件的運(yùn)用，能夠針對一些特定的工件來進(jìn)行焊接技術(shù)的選擇。現(xiàn)今有很多先進(jìn)的焊接技術(shù)逐漸應(yīng)用到航空航天領(lǐng)域中，這在很大程度上提升了焊接的質(zhì)量，并且提高飛機(jī)工件生產(chǎn)的效率，有效降低了成本，充分實(shí)現(xiàn)了高效生產(chǎn)。所以，在航空航天事業(yè)不斷發(fā)展的過程中，我國的焊接技術(shù)也會得到迅速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[6] 淡藍(lán).先進(jìn)焊接技術(shù) 提升優(yōu)良品質(zhì)——訪北京航空制造工程研究所航空發(fā)動機(jī)工藝研究室主任李曉紅[J].航空制造技術(shù)，2009（9）：56-58.