淺談先進焊接技術在飛機修理中的應用

石洋++于洋++孫陽++楊啟剛

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，先進飛機的生產和研制水平也得到了很大的提高，在飛機的修理中，焊接技術被強有力的推送出來，優勢十分突出。時至今日，焊接技術已經成為在先進飛機修理中的最主要的一門技術，只有焊接技術不斷得到發展和提高，飛機才能更穩定的運行和工作，我國的航天事業才能夠得到持久有力的發展。本文重點介紹了幾種先進焊接技術的工作原理、特點以及其在飛機維修中的應用，為更好的研究先進焊接技術提供依據。

關鍵詞：先進 焊接技術 飛機修理 發展 應用

中圖分類號：V267 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（b）-0080-01

1 焊接技術在飛機制造中的應用

用加熱或者加壓或者同時加熱加壓的方法，填充材料可用可不用，從將工件冶金結合，就叫焊接。焊接能將零散的零件連接成一個整體架構，是金屬材料的高級“縫紉師”。焊接技術隨著高科技的發展漸漸實現與其他學科的融合，在實現工程化的基礎上，不斷開拓新的發展方向。

隨著焊接技術的不斷升級，它的應用也越來越廣泛，在飛機的制造與維修中就大量的運用了許多焊接技術。以往一些高性能的材料和飛機的復雜結構是傳統技術無法解決的，先進焊接技術的發展很好的解決了這一難題，為飛機制造業的發展開闊了更大的市場。高新技術與傳統焊接技術技術結合，產生了更先進的焊接技術：氬弧焊、激光焊和高頻感應釬焊等。但是，航空技術的發展是非常快速的，出現的問題就可能會越來越棘手，如果現在焊接技術僅限于此是萬萬不行的，所以先進焊接技術在飛機維修中的理論和應用技術還應該進行更加深入的研究，為航空事業的發展提供更大的幫助。

2 先進的焊接技術

2.1 氬弧焊

（1）氬弧焊的工作原理，氬弧焊，就是氬氣體保護焊。為了避免焊區的氧化，會將氬弧保護氣體通到整個電弧焊的周圍，隔絕了氧氣。氬弧焊有熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊兩種，是根據電極的不同來分配的。它的工作原理還是以普通電弧焊為基礎，用氬氣保護焊接的金屬材料，高電流會將材料熔化成液態，然后粘結被焊的材料以完成焊接的一種技術。因為用氬氣做保護氣，隔絕了氧氣，避免了焊材的氧化，所以很多有色金屬可以用此技術焊接，例如：銅、鋁等。（2）氬弧焊的特點，氬弧焊焊接時電流非常強，產生的熱量高，所以焊接的速度很快且效率高。而且，氬弧焊對材料的保護效果很好，使材料不被氧化，對焊縫的焊接質量就高。

氬弧焊焊接時損失的熱量極小，如果氬弧被點燃，電弧也能夠穩定的燃燒。而且，氬弧焊便于控制，焊后不需要做清理，焊接的變形小。氬弧焊一定要在通風好的地方進行，而且要做好各種安全措施。

2.2 激光焊接

（1）激光焊接的原理，激光焊接是將激光束直射到金屬物體上，利用高能量的激光使金屬快速熔化，這個過程中產生的激光高溫汽化了材料中的雜質，能夠凈化熔池，提高了焊接縫隙的機械性能。（2）激光焊接的特點，激光焊接能夠準確定位光束斑點的位置，焊接能量密度比較高，沒有什么污染和腐蝕，而且激光技術可以配合計算機控制接口，實現焊接自動化。

2.3 高頻感應釬焊

（1）高頻感應釬焊的原理，高頻感應釬焊是利用了交變電磁感應現象，通過電場、磁場中工件產生的渦流效應加熱工件，熔化釬料使其成為液體狀態，而液態釬料會將間隙填充進而完成材料的焊接。（2）高頻感應釬焊的特點高頻感應釬焊的優點比較特別，可以焊接一些特定的部位，但是不必要求有嚴格的零件尺寸，其利用的電磁感應加熱非常均勻，而且速度快、效率高，便于控制。相較于其他方法，高頻感應釬焊對于管件套裝等的焊接更有優勢。

3 飛機修理中焊接技術的應用

3.1 氬弧焊的應用

氬弧焊的缺點還是很多的，氬氣很昂貴，所以用這種方法的成本很高。焊前的清理工作要做好，而且要做好各種防護措施。氬弧焊在飛機修理中主要是用于修理發動機。目前對于氬弧焊還處在持續的研究中，飛機發動機的大修會用到此種焊接，主要是出于氬弧焊的保護特點，其他地方由于操作和材料等各種原因，應用其他焊接技術還是比較多的。

3.2 激光焊接的應用

激光焊接在飛機結構損傷的修復中的應用是比較廣泛的，早在20世紀末，美國三大軍用飛機公司就開始了用激光修復飛機鈦合金構件損傷這一課題的研究。近年來，美國主力戰斗機也確實應用了激光焊接技術對一些戰斗機進行修復，例如F-18E/F、JSF、F-22、F-15等等。

現在，激光焊接在國內的研究和發展也取得了很大的進步，已經成功的將此技術用于修復飛機鈦合金機尾罩的修復等。激光焊接修復的材料范圍比較廣，鋁合金、鋁鋰合金、鈦合金以及不銹鋼等材料都可以，甚至是傳統技術難以解決的薄板合金材料都可以用激光焊接技術來解決。

3.3 高頻感應釬焊的應用

固定式釬焊和安裝式釬焊是高頻釬焊的兩種工藝，這兩種工藝的已經非常廣泛的用于飛機的制造和維修中。高頻感應釬焊可以將飛機斷裂、磨損的鈦合金導管原位修復，這是一個很驚喜的技術應用。目前，高頻感應焊的技術還算是比較成熟，雖然應用這一方面仍然是美國比較領先，但是在國內的理論和實踐也取得了不小的成就，沈陽飛機工業集團就已經采用了安裝式高頻感應釬焊來鏈接系統導管。

4 結語

飛機業的制造和修復是要求非常高的，它要保證有足夠高的安全系數，所以如何能研究出更先進的技術來制造和修復飛機的構件一直是國內外研究的焦點，焊接技術更是值得改進和不斷研究的航天應用技術之一。雖然現在的焊接技術已經比較先進，氬弧焊、激光焊和高頻感應釬焊等先進焊接技術的應用解決了很大的問題，但對于不斷發展的科技來說還是不夠的，還要更深入的研究出新的技術來實現對各種材料的飛機構件的修復，使飛機的結構更加安全、穩定。

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