初探先進焊接技術(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了我國航天領(lǐng)域的發(fā)展與進步。在航天工業(yè)制造中焊接技術(shù)是極其重要的一項焊接技術(shù)，對航天工業(yè)制造將會有很大地促進作用。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，必須要采取先進的焊接技術(shù)，以此來促進航空航天領(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)用進行了研究，并且提出了相關(guān)建議。

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

中圖分類號：V261.34 文獻標(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)是十分重要的一個環(huán)節(jié)，能夠有效提升制造的效率，促進航空航天事業(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)定較為容易實現(xiàn)，自動控制的優(yōu)點也比較明顯，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發(fā)動機的制造水平，將發(fā)動機中的一些減重設(shè)計以及異種材料進行有效焊接，同時為一些整體加工無法實現(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)用在飛機大蒙皮的拼接上以及機身附件的裝配上。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中的各種材料以及零部件進行全面的交工，以此來保證其工藝的標(biāo)準(zhǔn)化。同時在很多領(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，同時在壓力、推力以及擠壓力的作用下來對材料進行有效擴散連接，這樣將會形成較為致密的金屬間固相連接。同時不需要對其進行氣體的保護，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，焊縫的強度也比較高。該技術(shù)具有很大的優(yōu)勢，因此被譽為是當(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行了廣泛應(yīng)用，在飛機蒙皮與翼肋以及飛機地板等結(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)摩擦運動，從而來產(chǎn)生熱量，最終實現(xiàn)焊接的固態(tài)連接。在焊接壓力的作用下，其中一個焊件將會對另外一個焊件沿直線方向利用一定的振幅以及頻率來進行直線的往復(fù)運動，這樣將會利用摩擦生熱的方式來加熱待焊接部位的表面，在摩擦表面達到粘塑性的狀態(tài)時，則要迅速停止摩擦運動，之后對其進行頂鍛力的施加，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 擴散焊接技術(shù)

對于焊接技術(shù)來說，也就是所謂的擴散連接，可以將2個或者是2個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氣氛中進行加熱處理，讓其保持在母材熔點以下溫度[5]。對其施加壓力，導(dǎo)致其連接界面圍觀塑性變形，從而來達到緊密接觸的狀況，之后利用保溫、原子相互擴散等進行牢固結(jié)合，從而來實現(xiàn)焊接以及兩個工件之間的連接。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行加工處理，焊接變形量也比較小，一次可以進行多個接頭，其優(yōu)點較為明顯[6]。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，擴散焊接技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了直升機的鈦合金旋翼、飛機的大梁以及發(fā)動機機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零件的運用，能夠針對一些特定的工件來進行焊接技術(shù)的選擇。現(xiàn)今有很多先進的焊接技術(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，并且提高飛機工件生產(chǎn)的效率，有效降低了成本，充分實現(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

[1] 李亞江，吳娜，P.U.Puchkov.先進焊接技術(shù)在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].航空制造技術(shù)，2010（9）：36-40.

[2] 王亞軍，盧志軍.焊接技術(shù)在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展建議[J].航空制造技術(shù)，2008（16）：26-31.

[3] 張穎云，李正.先進焊接技術(shù)在飛機制造中的應(yīng)用[J].西安航空技術(shù)高等專科學(xué)校學(xué)報，2008（26）：8-11.

[4] 巖石.航空航天先進特種焊接技術(shù)應(yīng)用調(diào)查報告[J].航空制造技術(shù)，2010（9）：57-59.

[5] 金卯，曉霏，曉立.航空航天焊接設(shè)備與技術(shù)應(yīng)用調(diào)查報告[J].航空制造技術(shù)，2008（16）：60-61.

[6] 淡藍.先進焊接技術(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)動機工藝研究室主任李曉紅[J].航空制造技術(shù)，2009（9）：56-58.