焊接技術(shù)在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用

1、    焊接技術(shù)在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用    馮瑞摘  要：隨著國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增強(qiáng)，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的雙重保障下，我國焊接技術(shù)發(fā)展越來越成熟。航空航天工業(yè)一直是作為國家實(shí)力的一項(xiàng)重要象征存在的，并且在整個(gè)航空航天工業(yè)中，焊接技術(shù)的應(yīng)用是非常重要的一環(huán)，它是制造技術(shù)的主要組成部分。因此本文的探析重點(diǎn)就放在焊接技術(shù)與航空航天工業(yè)之間的應(yīng)用關(guān)系上，以此來進(jìn)行深入研究。關(guān)鍵詞：焊接技術(shù)  航空航天工業(yè)  應(yīng)用  分類：g623             

2、;                ：a                    ：1674-098x（2020）10（b）-0004-03abstract： with the increasing national economic strength， under the double guarantee of continuous development of science and technology， chin

3、a's welding technology development is becoming more and more mature.the aerospace industry has always been an important symbol of national strength and in the entire aerospace industry.， the application of welding technology is a very important link.， it is the main component of manufacturing te

4、chnology. therefore，  this  paper  focuses  on  the  application  of  welding  technology  and  aerospace  industry  in  order  to  carry  out  in-depth  research.key words： welding technology; aerospace i

5、ndustry; application; classification從技術(shù)品種來看，焊接技術(shù)屬于鏈接技術(shù)中的一環(huán)。從其發(fā)揮的重要作用來看，在航空航天工業(yè)中它的應(yīng)用范圍主要是在一些緊密件制造中作為不可或缺的技術(shù)。在現(xiàn)代社會(huì)中，焊接技術(shù)的應(yīng)用范圍是非常廣泛的，這主要得益于新型焊接技術(shù)的諸多優(yōu)越之處，既保證了加工質(zhì)量又提升了加工效率，還能夠做到一些生產(chǎn)材料的節(jié)省，在保證質(zhì)量的同時(shí)節(jié)省了經(jīng)濟(jì)成本，這是其越來越受到青睞的重要原因所在。1  常見技術(shù)分類通過分析常見的焊接技術(shù)，如電子束焊技術(shù)、激光焊接、攪拌摩擦焊這3種技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢，了解其在航空航天工業(yè)中的重要意義。1.1 電子束焊技術(shù)就

6、目前而言，航空航天工業(yè)中常見的焊接技術(shù)有以下三類。第一類名為電子束焊技術(shù)，這一技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境較為特殊，必須要在真空環(huán)境下才能夠進(jìn)行。在應(yīng)用這一技術(shù)時(shí)，所采用的原理是將高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電子流聚焦在一起，接著對(duì)所需施工的工件進(jìn)行縫接1。在整個(gè)過程中，電子束的動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，能量的有效轉(zhuǎn)化能夠?qū)崿F(xiàn)金屬部件的融合。從整個(gè)加工流程就能夠看出，電子束焊技術(shù)是一種高能束流加工技術(shù)，與其他焊接技術(shù)相比，它的技術(shù)優(yōu)勢是非常多的。如能量密度高度集中，焊接的深寬都比較大，在焊接過程中產(chǎn)生變形的概率較小且精密度較高等。這些非常明顯的優(yōu)勢使得電子束焊技術(shù)在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用范圍非常廣泛。有效的應(yīng)用這一技術(shù)對(duì)于航空航天制造

7、業(yè)而言起到了非常大的積極意義，它能夠在進(jìn)行一些精密儀器的制造時(shí)有效地保證質(zhì)量和效率。很多零件的減重設(shè)計(jì)或異種材料難以進(jìn)行整體加工的困難都能夠得到有效解決。這里值得一提的是，在整個(gè)航空航天產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，零件的焊接是一項(xiàng)高難度的工作，而電子束焊技術(shù)就能夠很好地對(duì)這一難度進(jìn)行化解。這也就意味著在目前的領(lǐng)域當(dāng)中，電子束焊技術(shù)的地位已經(jīng)非常牢固了。1.2 激光焊技術(shù)第二種技術(shù)是激光焊技術(shù)。與電子束焊技術(shù)相比，激光焊技術(shù)最大的不同之處就是它在很大程度上需要依靠偏光鏡反射裝置才能夠?qū)⑦@一技術(shù)運(yùn)行下去2。它的原理是將激光束聚集在工件上，巨大能量的產(chǎn)生主要是依靠光束。在這一能量的幫助下，工件的熔化和蒸發(fā)能夠迅速實(shí)現(xiàn)

8、。在應(yīng)用激光焊技術(shù)時(shí)，所配置的零件設(shè)施較為簡單。所以說與其他技術(shù)相比，激光焊技術(shù)的操作難度更低，簡單易操作。激光焊技術(shù)效果也較為明顯，主要有其焊接時(shí)能量密度高，精確度高，工件變形小等優(yōu)勢。這一技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，對(duì)于周圍的環(huán)境沒有較多的嚴(yán)格要求。所以說這一技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域是相當(dāng)廣泛的。這一技術(shù)產(chǎn)生的時(shí)間較早，在1970年這一技術(shù)就已經(jīng)應(yīng)用在航空航天工業(yè)中。1.3 攪拌摩擦焊技術(shù)攪拌摩擦焊技術(shù)早在1991年就由英國焊接研究所研發(fā)出來了，這項(xiàng)技術(shù)的特別之處就在于，它在整個(gè)焊接技術(shù)發(fā)展史上所耗費(fèi)的時(shí)長較短，但它的傳播速度卻快得令人驚訝。在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，主要依靠的零件是一種非耗損的攪拌頭，攪拌頭高速旋轉(zhuǎn)之后

9、，進(jìn)入大焊界面高速摩擦就能夠產(chǎn)生大量的熱能，從而與被焊金屬界面之間產(chǎn)生一種熱塑性關(guān)系。零件之間的致密金屬間擴(kuò)散連接主要是在外界壓力.推力的共同作用下才能夠?qū)崿F(xiàn)的。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)也非常明確，在焊接時(shí)不需要其他材料對(duì)其進(jìn)行輔助，也不會(huì)產(chǎn)生各種焊接廢物的飛濺。安全性較高，不需要安排格外的氣體保護(hù)措施，對(duì)于零件的損傷也非常小。這項(xiàng)技術(shù)在整個(gè)世界焊接技術(shù)發(fā)展史上是一個(gè)具有里程碑意義的技術(shù)。無論過去還是現(xiàn)在，或者是將來，攪拌摩擦焊技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中所具備的潛力都是非常巨大的。2  具體應(yīng)用分析以下對(duì)其具體的應(yīng)用部分進(jìn)行分析，主要探討其在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、波紋管、壓力容器中的應(yīng)用。2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒

10、室為了能夠更清晰地意識(shí)到焊接技術(shù)如何在航空航天工業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用，在對(duì)其進(jìn)行研究時(shí)主要是采取的是以某一焊接技術(shù)為例，具體的闡述在各個(gè)不同方面的應(yīng)用研究3。本段是以電子束焊技術(shù)為例來闡述其研究內(nèi)容。在科學(xué)技術(shù)的不斷推動(dòng)下，越來越先進(jìn)的焊接技術(shù)接踵而至，先進(jìn)的新型焊接技術(shù)能夠有效解決一些老舊焊接技術(shù)無法解決的問題，例如對(duì)于航天結(jié)構(gòu)重量的減輕，為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能的整體提升貢獻(xiàn)出很大的幫助。在常見的焊接技術(shù)種類中，電子束焊技術(shù)是一種普遍運(yùn)用且有代表性的焊接技術(shù)。電子束焊技術(shù)主要應(yīng)用在以下3個(gè)領(lǐng)域4。本段主要來詳細(xì)闡述電子束焊在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中的應(yīng)用，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室是整個(gè)航空航天結(jié)構(gòu)中較為特殊的部分。其結(jié)構(gòu)組

11、成全部是不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)和建筑金屬，所以在進(jìn)行這些部件的焊接時(shí)，會(huì)受到各種物理和化學(xué)性能方面的影響。整個(gè)焊接工作的難度是非常大的，尤其是在焊接接頭處，即容易產(chǎn)生雜質(zhì)干擾焊接質(zhì)量。從物理方面來看，如果焊接處存在著很大的焊接應(yīng)力，接頭處出現(xiàn)情況的概率會(huì)直線上升。如果沒有控制好焊接溫度，在高溫情況下極易導(dǎo)致電鑄層進(jìn)一步削弱甚至剝離5。值得一提的是，在應(yīng)用電子束焊技術(shù)時(shí)，金屬會(huì)對(duì)這一技術(shù)產(chǎn)生磁場影響，所以在用這一技術(shù)之前，首先要做的工作就是及時(shí)地對(duì)電鑄金屬進(jìn)行退磁操作，盡量減少磁場影響。在焊接的過程當(dāng)中，對(duì)于電子束焊機(jī)的種類型號(hào)也有一定的要求，一般采用高壓型電子束焊機(jī)，主要是為了避免在焊接時(shí)過多熱量的產(chǎn)

12、生和變形現(xiàn)象的發(fā)生。2.2 波紋管在整個(gè)航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品系列當(dāng)中，波紋管組合件起到的作用是不容小覷的，也是電子束焊技術(shù)應(yīng)用的重要組成部分。從波紋管的本身性質(zhì)上來看，多層金屬波紋管屬于發(fā)動(dòng)機(jī)的密封元件，其優(yōu)勢主要是減少卡滯現(xiàn)象的出現(xiàn)概率，與其他部件相比在對(duì)其進(jìn)行焊接工作時(shí)靈活性較強(qiáng)，這也就意味著做好焊接運(yùn)動(dòng)的靈活性與質(zhì)量保障是保證生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。在電子束焊技術(shù)的幫助下，波紋管的接頭強(qiáng)度能夠有效增強(qiáng)，所起到的作用是非常顯著的，在盡量減少并行現(xiàn)象出現(xiàn)的基本條件之下，焊接的美觀度也能夠得到很大水平的上升。2.3 壓力容器最后是關(guān)于電子束焊技術(shù)在壓力容器中的應(yīng)用研究。在整個(gè)工業(yè)當(dāng)中壓力容器的功能和用途

13、主要是對(duì)各種流體介質(zhì)進(jìn)行存儲(chǔ)6。可以這樣說，壓力容器的質(zhì)量好壞直接決定了整個(gè)空間系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而決定壓力容器質(zhì)量好壞的影響因素就是電子束焊技術(shù)。航空航天工業(yè)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng)，有非常繁多的種類系統(tǒng)，在推進(jìn)系統(tǒng)中，燃料儲(chǔ)備箱和氣瓶是十分關(guān)鍵的部件。據(jù)以往的故障分析匯總可以看出，故障多發(fā)地主要集中在電氣瓶的焊接處，所以在進(jìn)行焊接時(shí)一定要對(duì)這處進(jìn)行格外關(guān)注。在進(jìn)行焊接時(shí)，常見的應(yīng)用形式是單面焊雙面成型，這樣就能夠有效地從設(shè)備和工藝的角度對(duì)焊縫內(nèi)外表面的缺陷進(jìn)行削減和控制。近些年來，氣瓶也在不斷升級(jí)換代，復(fù)合材料氣瓶的數(shù)量逐漸增多。3  結(jié)語結(jié)合上文所講，相信讀者對(duì)于焊接技術(shù)與航空航天工業(yè)之間的關(guān)系能夠有一個(gè)更清晰的認(rèn)識(shí)。這兩者之間是互補(bǔ)可分的，希望通過本篇淺析能夠幫助讀者更深入地認(rèn)識(shí)這兩者。參考文獻(xiàn)1 方連軍，劉曉娟，高獻(xiàn)娟.焊接技術(shù)在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用j.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，  000（001）：9-9.2 趙新樂.電子束焊接技術(shù)及其應(yīng)用j.魅力中國，  2015（32）：175-175.3 李慧，徐榮正，侯艷喜，國旭明.鎂鋰合金的焊接技術(shù)及其在航天領(lǐng)域的應(yīng)用j.熱加工工藝，2019，48（1）：1-4.4 張洪瑋.鋁合金載流攪拌摩