同是连接工艺,为什么飞机铆接工艺,没有被焊接技术取代?

在工业生产中,焊接是生产精密设备和仪器必不可少的工艺,具有密封性好的特点,且焊接技术也是工业制造水平的体现,应用于很多产品生产。

但是,在飞机制造中,却极少采用焊接技术,而是采用了看上去十分落后的铆接工艺。据说一架C919飞机要用上百万颗铆钉;客机A380要使用超五百万颗。那为什么飞机通常敲几百万个钉子,都不选择焊接或是胶粘呢?

01.重量

在航空工业中有一句箴言:“为减轻每一克重量而奋斗。”所以,作为飞机衣服的蒙皮也流行轻薄款。例如C919采用较大比例复合材料来减少飞机的结构重量。

而过于轻薄的蒙皮会增加焊接的难度,且蒙皮的复合材料更容易受到焊接的破坏,因而不同材料还得靠铆钉连接。

飞机上的钉子有特异功能

在飞机上,铆钉的强度要求高达1100兆帕,相当于1平方厘米的面积上要承受10辆小轿车的重量。铆钉的加工精度达到微米级控制(一微米约等于成人头发直径的八十分之一)。第一颗跟之后的数千万颗几乎是一模一样的。

除此之外,上百万个铆钉也并不阻碍飞机飞行。这是因为在飞机外表需要光滑的部分使用的是埋头铆钉。当你触摸飞机表面时,几乎感觉不到铆钉的存在。根据二战相关数据显示,使用埋头铆钉能使飞机阻力减少3%。

02.降低维修成本

飞机的使用寿命一般都在20年以上,机体内有很多复杂而精密的一期,在长时间的使用过程中,各种器件都有可能出现不同程度的损坏,而铆钉的可替代性、可拆卸等诸多优点,更加便于维修和更换。但是若采用焊接的话,飞机的蒙皮就要全部进行更换,这样会增加维修费用和单次维修难度。

铆钉断裂了怎么更换?

一般使用[冷冻铆钉]替换,即铆钉在淬火处理后迅速冷冻起来,使用时必须在十五分钟之内铆接完毕。

这种[冷冻铆钉]的强度在常温条件下会增加,从而加强铆接结构的稳定性。

03.牢固度

飞机在空中飞行的时候,会经常遇到恶劣的天气,那么对于飞机的牢固度要求就非常高,像机翼等部位就经常承受上下颠簸,从而产生巨大的拉扯和挤压应力,长此以往,金属部件都会产生疲劳问题。

如果是采用焊接工艺,焊接点在应力的作用下,强度会下降很快,时间一长,就会在焊接点产生一些细微的裂纹,从而产生极大的安全隐患。

铆接技术是一种物理连接,虽然看上去有些粗糙,但连接效果非常牢固和可靠。铆接可以减少接件之间的震动传递,从而降低震裂风险,对这种反复的应力变化,铆接和螺接具有很好的抗振动、抗疲劳等特点,而且由于有连接孔的存在,天然地具有抵抗裂纹继续扩大的能力。

零散的飞机蒙皮通过铆钉穿针引线,最后变成翱翔天空的飞机。铆钉在飞机制造中默默无闻,却居功至伟。

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