焊接技术在航空航天工业中的应用研究
焊接技术是链接技术中的一部分，是航空航天工业紧密器件制造中补课或缺的技术。在现代生产中，各种新型焊接技术的广泛引用，极大地简化了航空航天中各类构件的加工，节省了生产材料，提升了生产效率。随着焊接技术的不断进步，航天飞机的重量得到了坚强，同时也为航天飞机及其器件的设计提供了技术支持，带动了航天飞机整体性能的提升。文章将对焊接技术在航空航天工业中的应用研究
1航空航天工业常见焊接技术
1.1电子束焊技术
在真空环境下，将高速电子流聚焦后对准工件进行缝接，而这时电子束的动能转化为热能，将金属工件熔合，这种焊接方法就称为电子束焊（EBW）。它也是一种高能束流加工技术，与其它焊接技术相比具有很多优点，例如：能量密度高、焊接深宽比大、变形小、精度高，还可以自动控制等。电子焊接技术这些优势，使得它在航空、航天、电子、核工业等产业方面应用广泛。将电子束焊接技术运用于航空制造业中，使得制造飞机发动机更加精密，质量更加先进，也使得很多零件的减重设计、异种材料或者难以整体加工的零件材料的焊接得以实现。在航空航天产业方面，最重要的技术就是焊接零件具备高强度、低重量和稳定性的特点，而电子束焊接恰好解决了这一问题。由此可见，在航天航空领域，电子束焊接已经成为一项必不可少的技术。
1.2激光焊技术
激光技术首先依靠偏光镜反射装置，将激光束聚焦在工件上，利用光束产生的巨大能量，瞬间就可以将工件熔化和蒸发，这种技术就是激光焊接。激光焊所需的装置较为简单，焊接时能量密度高、精确度高，工件变形小，而且可以焊接难熔零件等，这种技术在室温或特殊条件下都可以进行。在对飞机大蒙皮和附件进行拼接时，经常用到激光焊技术。早在1970年左右，美国就将激光焊技术运用于航空航天工业中。他们制造了一台15kW的CO2仿激光焊机弧光器，在生产飞机的各种零件和材料时运用了激光焊技术，对其进行焊接试验及提高工艺标准。空中客车公司生产的A340飞机，其零件中的全部铝合金内隔板都是利用激光焊接技术完成，使得机身重量有所，生产成本也得到降低。
1.3搅拌摩擦焊技术
1991年，英国焊接研究所（英文简称为TWI），研发了一种新的固相连接技术，并将其命名为搅拌摩擦焊技术（英文简称为FSW）。该项技术是世界焊接技术发展史上研究历史最短但传播速度最快的焊接技术。它的工作原理是，通过一种非耗损的搅拌头，使其高速旋转，然后压入待焊界面，经过高速摩擦加热被焊金属界面从而产生热塑性。最后，零件在压力、推力和挤压力的共同作用下形成致密的金属间扩散连接。该项技术的特点是，焊接时无需材料、无飞溅、无需气体保护、零件损伤小等，由此也被称作当代最具革命性的焊接技术。例如，波音公司在生产C-17和C-130运输机时，也利用该技术焊接地板来代替紧固件连接，使得地板结构得到简化，生产成本得到降低。总而言之，搅拌摩擦焊技术将在未来的工业应用中发挥巨大的潜力。
1.4扩散焊技术
扩散焊又称扩散连接，它是指在真空环境或者气体保护下，对母材加热至熔点以下，将两个或多个零件表面施加压力，使界面产生微观塑性变形形成紧密接触，保持某一温度使原子在界面扩散而，最终将零件连接到一起。使用该焊接方法，一次可焊接多个接头，零件的接头质量好、形变小，而且焊后无需机加工。由于这些优点，在直升飞机的钛合金旋翼桨毂、夹层风扇叶片、飞机大梁、发动机机匣、涡轮叶片等零件的生产制造过程中，扩散焊技术已经得到了广泛的运用。在航空航天领域，焊接技术已经成为了必不可少的重要连接技术，该技术的运用使得飞行器重量有所减轻，发动机质量有所提高，所以大大推动了航天航空产业的发展和生产技术的提高。很显然，我国航天航空工业在将来的发展中，离不开焊接技术。与此同时，该技术的运用也会推动航天航空工业的飞速发展。
2焊接技术在航空航天工业中的应用―以电子束焊接技术为例
随着技术的不断进步，越来越多的先进焊接技术被研发出来，不仅可以有效地减轻航天航天结构的重量，更可以通过提供先进的技术支持，为航天航空飞机、发动机综合性能和整体性能的提升提供帮助。电子束焊接技术则是航空航天工业中普遍运用的一种焊接技术。
2.1电子束焊接在发动机燃烧室中的应用
发动机燃烧室身部主要使用的是不锈钢焊接结构和铜胎上电铸金属。但是，在进行焊接时，由于受各自物理化学性能存在巨大差别，极大地增加了焊接难度，特别是在接头处记忆产生杂质。当存在较大的焊接应力时，接头处容易出现开裂。同时，在高温情况下，电铸层容易出现削弱，甚至剥离。此外，在采用电子束焊接时，也会受到来自电铸金属层的磁性的影响。因此，在采用电子束焊接技术进行焊接时，首先应对电铸金属层进行整体退磁，对电子束的路径进行磁场屏蔽处理。焊接时，主要采用高压型电子束焊机对燃烧室进行焊接。要尽量避免焊接时产生过多热量，避免变形，并尽可能的降低接头的应力，防止易熔夹层的形成，避免应高温而出现的结合力降低的情况，可以有效地避免开裂情况的出现。
2.2电子束焊接在波纹管组合件中的应用
航空航天发动机产品中波纹管组合件是其重要组件之一。同时，也是需要利用电子束焊接技术进行焊接的重要部分。一般而言，多层金属波纹管是航天发动机的主要的动密封原件。多层金属波纹管作为动密封原件的主要优势在于不会出现卡滞现象，相对比较灵活。为此，保证运动灵活与良好气密性是波纹管组合件生产的关键所在，而这个环节需要通过焊接来实现。采用电子束焊接技术，可以有效地增强波纹管的接头强度，从而在尽可能避免变形的同时，保证焊接的美观和密封性。
2.3电子束焊接在压力容器中的应用
在航空航天工业应用中，压力容器的主要用途在于对各种流体介质进行存储。压力容器质量的好坏，直接关系到空间系统的稳定性。电子束焊接在制造高质量压力容器中具有主导作用。在推进系统中，燃料储箱与气瓶是关键部件。根据有关部门的统计结果显示，压力容器的多发故障主要集中在气瓶焊缝处。因此，在进行焊接时，气瓶处焊接要求极高。采用电子束焊接时，可以通过单面焊双面成形，从设备和工艺的角度控制焊缝内外表面的咬边缺陷的出现。此外，随着近年来复核材料气瓶逐渐增多，其由内外两层构成。其中，内层为金属衬层，而外层的复合材料层。前者的作用在于气密作用，而后者的复核材料则主要承担大部分内压载荷。通过电子束焊接技术主要针对气瓶中的内层，即金属内衬进行焊接，这部分的金属一般采用钛合金或铝合金制作，因而相对比较薄。通过真空电子束可以更加精确的进行焊接，避免气孔缺陷。
3结束语
焊接技术是航空航天领域的重要连接技术，它在促进航空航天制造技术的发展、实现飞行器的减重、高效中发挥着越来越重要的作用。可以预见，我国航空航天工业在突飞猛进的焊接技术的推动下定将取得快速发展。我们相信，随着技术焊接技术的不断进步，我国航空航天工业水平也将得到明显的提升。
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