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新焊接方法还计划用于采用新型超轻合金的“联

  铝合金是广泛应用于飞机机身制造的一种最轻、最坚固的合金,但也存在明显缺点,即银基金属零件以传统的熔焊方法无法很好地固定。因此,飞机制造商不得不采用铆接方法,必须将两块材料部分叠放。但这样增加了整个结构的重量,影响飞机的承载能力,增加燃料消耗,也影响机票价格。

  新摩擦焊接技术有助于飞机制造业摆脱铆钉使机身更加轻盈,从而节省燃料费用,降低机票价格。新焊接方法还计划用于采用新型超轻合金的“联邦”号飞船的建造。

  新技术主要是利用旋转钻头的机械作用,辅以超声辐射(软化合金),加热并混合材料,形成可靠且气密的接缝,强度高于母材。

  “这种方法主要是用工具钢材质的旋转设备将所需连接零件的金属部分加热至塑性状态。”俄罗斯科学院西伯利亚分院强度物理和材料学研究所所长叶夫根尼·科卢巴耶夫说:“接受焊接的两块材料的边缘处都慢慢软化(不到熔化状态),被钻头‘捕获’,混合形成牢固且气密的接缝。”

  同时,为加快混合过程,提高焊缝质量,使用了高强度超声辐射。专家表示,经研究,选出了最佳振动参数:频率22千赫兹,振幅15微米以内。在这种条件下,合金混合效率达到最高。这样可以提高设备效率,减少残品率,且有助于提高接缝强度。创新之处还体现在将超声波导入焊接表面的工具上。专家发明了钛谐振波导法,能够很好地将辐射源与焊接零件相连接。

  目前,相关设备以及采用该设备完成的焊接品已成功通过测试。样品测试中,焊缝表现出高可靠性,且强度高于母材。

  将新技术应用于飞机制造业在不久的将来即可实现。专家不仅制造出焊接设备,而且还研发出用于检测焊接品的软硬件综合设备,可以进行超声诊断、数字X射线成像、热成像检测和涡流检测。整套工具不仅可以在焊接过程中使用,防止出现残次品,还可在机身元件使用时对其进行测试。

  “除接合航空零件外,新设备还可用于制造航天设备。”科卢巴耶夫强调:“特别是我们的技术计划用于制造‘联邦’号飞船,因为其机身不仅采用合金业传统材料1560铝合金型材(AMg6,铝+镁),还采用新型的更加坚固的俄产合金,而这种合金用传统方法难以焊接。”

  摩擦焊接早已不是新鲜事物,但此前没有实际运用到铝身上,因为这种金属导热性非常好,难以用机械方法进行软化。俄罗斯科学院乌拉尔分院冶金学研究所冶金熔体物理化学研究室主任阿列克谢·舒宾表示:“可以说,与超声方法相结合是成功的解决方案,为设计人员提供了一种比使用铆钉和粘合剂更完善的零件接合方式。”返回搜狐,查看更多


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