初探先进焊接技术在航空航天领域中的应用

崔龄元

摘 要：随着社会的不断发展，我国的焊接技术也得到了很大发展，这在很大程度上促进了我国航天领域的发展与进步。在航天工业制造中焊接技术是极其重要的一项焊接技术，对航天工业制造将会有很大地促进作用。在航空航天材料的加工过程中，焊接技术具有十分重要的地位。因此为了保证航空航天工业制造的质量，必须要采取先进的焊接技术，以此来促进航空航天领域的发展。该文主要对航空航天工业中焊接技术的应用进行了研究，并且提出了相关建议。

关键词：航空航天 先进焊接技术 应用 探讨

中图分类号：V261.34 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（b）-0077-02

對于焊接技术来说，主要是利用加热以及加压的方式来将同性或者是异性的工件产生原子间的结合，从而来完成零件的加工以及工件的连接。焊接技术可以用于技术焊接，同时在非金属焊接中也将会得到广泛应用。尤其是在航空航天大型工业制造中，在材料的加工以及连接方面将会得到广泛应用。为了保证航空航天的焊接质量，那么必须要采用先进的焊接技术，以此来提升焊接的效率。

1 电子束焊

现今来看，在科学技术不断发展的过程中，航空航天事业得到了很大发展，在航空航天制造中，焊接技术是十分重要的一个环节，能够有效提升制造的效率，促进航空航天事业的发展[1]。对于电子束焊来说，主要工作原理就是在真空的环境下，利用汇聚的高速电子流来进行工件接缝处的轰击，这样会将电子动能转化为热能，将其溶合成一种焊接方式，这也是高能束流加工技术中重要的组成部分。电子束焊的主要优势就是能量密度较高，同时焊接的深宽比比较大，焊接变形较小，其控制的精确度比较高，焊接的质量稳定较为容易实现，自动控制的优点也比较明显，电子焊接技术在航空航天等工业领域中将会得到广泛应用，同时也会对其的发展产生巨大影响。在航空制造业中，电子束焊技术的应用会在很大程度上提升飞机发动机的制造水平，将发动机中的一些减重设计以及异种材料进行有效焊接，同时为一些整体加工无法实现的零件制造提供加工的途径，以此来提升加工的质量。同时电子束焊自身将会有效提升航空航天工业中焊接结构高强度以及低重量、高可靠性的关键技术问题，保证航空航天材料的焊接质量。所以现今在航空航天领域中，电子束焊技术是最为重要的焊接技术之一。

2 激光焊接技术

对于激光焊接技术来说，也是一种较为重要的焊接技术，主要工作原理就是利用偏光镜反射激光，从而来产生光束，将光束集中聚焦在装置中，产生较大的能量光束，如果焦点逐渐靠近工件，那么工件将会在瞬间熔化以及蒸发，该方式将会用于焊接的工艺[2]。激光焊接的焊接设备装置较为简单，并且能量的密度也比较高，变形较小，其焊接的精确度比较高，同时焊缝的深宽比也比较大，这样将会在室温以及一些特殊条件下进行焊接，对于一些难熔材料的焊接具有很明显的优势。激光焊接主要是应用在飞机大蒙皮的拼接上以及机身附件的装配上。在美国激光焊接技术在航空航天的应用较广，其中已经利用15 kW的CO2仿激光焊接弧光器对飞机中的各种材料以及零部件进行全面的交工，以此来保证其工艺的标准化。同时在很多领域激光焊接技术都得到了广泛应用，其生产制造成本也将有所降低。

3 搅拌摩擦焊接技术

对搅拌摩擦焊接技术来说，这是一种新技术，主要是利用一种非耗损的搅拌头，并且利用高速旋转的压倒待焊接的截面，这样在不断地摩擦与加热中被焊金属面将会产生热塑性，同时在压力、推力以及挤压力的作用下来对材料进行有效扩散连接，这样将会形成较为致密的金属间固相连接。同时不需要对其进行气体的保护，一些被焊接的材料损伤比较小，并且焊缝热影响区也较小，焊缝的强度也比较高。该技术具有很大的优势，因此被誉为是当代最具有革命性的焊接技术。在美国等很多航空公司都进行了广泛应用，在飞机蒙皮与翼肋以及飞机地板等结构件的装配中都得到了广泛的应用，这样将会在很大程度上提升连接的质量。利用搅拌摩擦技术提升连接的质量，同时也降低了成本，提高了生产效率，因此其存在较大的应用开发潜能[3]。

4 线性摩擦焊

对于线性摩擦焊来说，主要是在焊接压力作用下，利用被焊工件做相对线性往复摩擦运动，从而来产生热量，最终实现焊接的固态连接。在焊接压力的作用下，其中一个焊件将会对另外一个焊件沿直线方向利用一定的振幅以及频率来进行直线的往复运动，这样将会利用摩擦生热的方式来加热待焊接部位的表面，在摩擦表面达到粘塑性的状态时，则要迅速停止摩擦运动，之后对其进行顶锻力的施加，从而来充分完成焊接。该方式具有较大的优势，工作效率较高，并且质量优势比较明显，具有较高的节能价值[4]。经过相关研究人员的不断研究，最终将线性摩擦焊接主要用于发动机整体钛合金叶盘制造中，并且其焊接的质量也比较高，优势较为明显。

5 扩散焊接技术

对于焊接技术来说，也就是所谓的扩散连接，可以将2个或者是2个以上的固相材料充分紧压在一起，这样将其在真空以及保护气氛中进行加热处理，让其保持在母材熔点以下温度[5]。对其施加压力，导致其连接界面围观塑性变形，从而来达到紧密接触的状况，之后利用保温、原子相互扩散等进行牢固结合，从而来实现焊接以及两个工件之间的连接。对于该方式的主要优势就是接头质量比较好，并且在焊接之后不需要进行加工处理，焊接变形量也比较小，一次可以进行多个接头，其优点较为明显[6]。在科学技术不断发展的过程中，扩散焊接技术已经应用到了直升机的钛合金旋翼、飞机的大梁以及发动机机匣与整体的涡轮等方面，经过不断应用，取得了较大成果。

6 结语

随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，在航空航天领域中，焊接技术得到了很大应用，发挥了较大作用。焊接技术必须要充分保证各个零件的运用，能够针对一些特定的工件来进行焊接技术的选择。现今有很多先进的焊接技术逐渐应用到航空航天领域中，这在很大程度上提升了焊接的质量，并且提高飞机工件生产的效率，有效降低了成本，充分实现了高效生产。所以，在航空航天事业不断发展的过程中，我国的焊接技术也会得到迅速发展。

参考文献

[1] 李亚江，吴娜，P.U.Puchkov.先进焊接技术在航空航天领域中的应用[J].航空制造技术，2010（9）：36-40.

[2] 王亚军，卢志军.焊接技术在航空航天工业中的应用和发展建议[J].航空制造技术，2008（16）：26-31.

[3] 张颖云，李正.先进焊接技术在飞机制造中的应用[J].西安航空技术高等专科学校学报，2008（26）：8-11.

[4] 岩石.航空航天先进特种焊接技术应用调查报告[J].航空制造技术，2010（9）：57-59.

[5] 金卯，晓霏，晓立.航空航天焊接设备与技术应用调查报告[J].航空制造技术，2008（16）：60-61.

[6] 淡蓝.先进焊接技术 提升优良品质——访北京航空制造工程研究所航空发动机工艺研究室主任李晓红[J].航空制造技术，2009（9）：56-58.