機械專業(yè)外文文獻翻譯-外文翻譯--航空工業(yè)焊接的新趨勢

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1 航空工業(yè)焊接的新趨勢 麻省理工學院 帕特里西奧樓門德斯 摘要 : 焊 接 在航空業(yè)正經(jīng)歷著令人振奮的發(fā)展。廣泛應用計算機和改善 設備 和設計新材料塑造的方式焊接，是實施過程和產(chǎn)品正在設計 的主要要方法 。有一種普遍的趨勢，減少鉚釘在在飛機結構組件 的使用 有一種普遍的趨勢 . 擴散焊和激光，電子束焊接是 在 加入材料情況下 使用的 。 軍用飛機的電子束焊接在加入鈦合金 下使用，并且有擴大趨勢 慢慢取代鉚釘在大部份機身 上使用 , 航天工業(yè)也顯示 :航空業(yè)界承諾一些新的進程的發(fā)展 拌摩擦焊接和變極性等 離子弧焊，這已經(jīng)被 應用火箭 的 關鍵 部件 上 , 目前 , 鑄件 在 飛機有日益增加的趨勢 ,這樣 開辟了新的機遇和挑戰(zhàn) . 而 一些進程，包括擴散焊接鋁合金和線性摩擦加入葉片盤。似乎并沒有得到廣泛應用 . 本文側重于焊接的基礎，就其影響的焊接航空組件，以及對趨勢的行業(yè) 的 預 計 ， 因此是 一項基本的水平。維修焊接，無損檢測，釬焊是本 文章討論的范圍。 導言 : 焊接的過程，就是人類一個古老的處理 金屬的過程 多數(shù) 的時間 ,它一直被視為一個 粗淺 的藝術或施工技術 . 19 世紀推動現(xiàn)代焊接新的 發(fā)展 而且發(fā)展趨勢 比 以往任何時候都要快 . 不同的焊接工藝可以由 不同 強度的熱源融合 示了許多重要的趨勢當中 , 滲透率衡量的比例，深度 ,寬度（四 /瓦特）焊縫截面的急劇增加與熱源強度 有關 。這允許較高的焊接速度 ,使得焊接過程更有效率 . 一個更有效率的過程中 在焊接過程中 需要較少的熱輸入，從而 形成一個強大的焊縫 . 較小的熱源 ,移動速度更快 ,也意味著停留時間在任何特定的點 的時間 大大減少 . 如果停留時間太短， 在 過程中，無法手動控制，必須加以自動化 , 最低的時間，仍然是可以 手動 控制的對應的電弧焊接（約 ） . 因此，他們只能用自動 控制 熱源更激烈的 的焊接 . 焊接工藝 在 更加集中熱源 的地方 創(chuàng)建一個較小的熱影響區(qū)（ 形成 較低后焊縫扭曲 力 . 它可以推斷 ： 所帶來的好處 是 : 更加集中熱源 , 資本設備的費用大約 與 強度熱源成正比的 . 航空業(yè)的特點是 ： 低單位生產(chǎn)，單位成本較高 ，在 營運條件 極其 嚴重 情況下 ,焊接就十分重要了 , 這些特征對較昂貴的和更集中熱源如等離子弧，激光束和電子束焊接作為 焊接 進程的選擇 ,是 焊接的關鍵部件 的重要選擇 焊接過程在航空業(yè)中的使用 . 摩擦焊接） 在這個過程中，通過機械變形加入金屬。 既然沒有熔化 ,就 不存在基礎的材料熔化 陷 . 這個過程中可以加入鋁起落架組件 ,組成了一個比較簡單的橫截面 . 性摩擦（微動）焊接被認為是由通用電氣公司和普惠公司 發(fā)明的 一種替代，為制造和修理高溫合金盤為噴氣發(fā)動機 . 雖然沒有透露這些進程，他們 也會 演變成商業(yè)應用 . 攪拌摩擦（攪拌摩擦焊） 契維語 在 1991年 發(fā)明了這一 焊接方法 , 這是一個堅實的 焊接 進程，通過機械變形加入金屬 , 2 在這個過程中 ,圓柱 等 工具與異型探頭旋轉，慢慢地陷入了聯(lián)合線之間的兩塊資產(chǎn)負債表或板材，這 樣就 對接在一起，這個過程可以焊 接 以前報告鋁合金飛機結構 在 使用 . 實力焊縫與弧 相比 是弧 30 ％ 或 50 ％ . 在一 些 小熱影響區(qū) 的地方 ，殘余應力，微觀結構 也得到了 改 變 . 波音公司出了 1500 萬美元的投資在使用攪拌摩擦焊焊接助推器為三角洲的范圍 的國家 運載火箭，這是 美國的 第一生產(chǎn)攪拌摩擦焊 的地方 . 1998 年 8 月 , 在德爾塔 次發(fā)射一個 使用 攪拌摩火箭 . 這一進程目前正在考慮加入鋁 金，如 2005 年，為中央智囊團的航天飛機， 就得到了應用。 鈦合金 也有 其他航空用途 . 作為攪拌摩擦焊 的一種 ,為了 更好地 使用 ，它可以取代等離子弧焊（足）和電子束焊接（電子束焊接） ,在一些具體的應用 中用 鋁和 用 鈦 是有 分 別。 閃光焊 為 是 一種在 熔化 過 程中 , 應用 一對 焊接 接頭焊接在短期 的 內(nèi)弧和壓力 而作用的 。這是能夠產(chǎn)生強大的焊縫 的 基礎材料 . 這個過程可以焊接鋁和表面耐高溫合金 使用 沒有特別準備或屏蔽氣體。 它可以 焊接各種 復雜的截面 , 這是用在航空業(yè)加入環(huán)噴氣發(fā)動機 ,主要是 出于耐高溫合金和擠壓鋁構件 的作用而考慮的 。 氣體金屬弧焊 這個過程中，其中一個 是世界上進心 最熱門的焊接工藝，因為它的靈活性和低成本是 呆以 廣泛使用在航空業(yè) . 缺點是大尺寸的熱源 (處理流程， 與如電子束焊接， 運作 ）的焊縫 有著不太好的力學性能 . 這個 過程是 在 主要的焊接工藝用于建造該燃料和氧化劑坦克火箭（ 2219 為第一階段） , 目前應用在自動焊接的葉片愛國者導彈 上 . 這些葉片 由 一個框架 17-4 超 級 不銹鋼組成，其中金屬薄板的相同的組成是 此應用程序的好處，從成本 降 低，而 可 靠性 增強。 鎢極氬弧焊（氬弧焊） 氬弧焊可以使用比的 激烈的熱源 . 因此，它可以產(chǎn)生 較小的 焊縫， 從而降低 的成本。對于大多數(shù)結構 ,在 應用這一過程中，不能與其他焊接方法如電子束焊接，激光焊接或等離子弧相 焊接 相單混用 。 氬弧焊是一起使用的 焊接 在 2014 年和 2219 的 鋁合金在燃料和氧化劑坦克在土星 v 用 . 梅塞施米特 德國目前使用的 噴嘴延長鎳 ，阿麗亞娜發(fā)射 也 使用過這種焊接 . 大部分的焊 接主要 表現(xiàn) 在 商用飛機 及 對管道及油管使用 焊接 . 這個過程也可以用在換熱器的核心 上 ，噴氣發(fā)動機百葉窗和排氣外殼 上 ，不銹鋼和 商業(yè)和軍事 都得到了使用 . 不銹鋼葉片 在 多倫多 也用在 堵塞焊縫 在 愛國者導彈 也得到了使用 . 允許應用到航空焊接結構的組成部分包括弧長控制和救濟的應力用散熱器在焊接 上 , 這 項技術，是由洛克希德馬丁公司 在 土衛(wèi)六四運載火箭 上使用的 . 它 是一種 通過測量電弧電壓 來 測 量 所期望的滲透率 北京航空制造技術研究所 也得到了應用 . 它已用于噴氣發(fā)動機案件 中的 耐熱合金和火箭燃料箱的鋁合金。在這方面的技術，散熱器步道背后的焊接電弧 就是 這樣一種方式，他們的熱領域的互動，大大降低了氬弧焊的過程 產(chǎn)生的 殘余應力和扭曲 力 . 企圖以取代鉚由多倫多的焊接邁出皮膚板尚未 成力 ，但由于嚴重歪曲了 一些問題 . 3 等離子弧焊 使用 之間的 極和熔池（轉移?。┗?之間的電極和制約噴嘴（ ） , 如果熱強度不夠高，這個過程 是不 可以運作， 類似 一個小孔模式， 有人 認為，激光或電子束焊接，雖然與規(guī)模較小 但 滲透率最高 . 這個過程是用于焊接的先進的固體火箭發(fā)動機 ,使用材料是 惠普 - 9 - 4 - 30 鋼 . 其中一個最新的變化， 就是 霍巴特兄弟 將 這個過程 如 變極性等離子弧焊焊接（ 商品化 . 這種變化 在 航空航天工業(yè)焊接較厚路段鋁合金，特別是為外部燃料箱的航天飛機 得到了使用 是在小孔模式 中進行的 一部分， 是 循環(huán)提供了一個陰 極清洗鋁工件，而 好 的部分，提供了理想的滲透和熔融金屬流 . 測試結果表明，最佳占空比為這個過程中涉及的負序電流 15S 和一個積極的 2電流中 ，一個積極 作用是 :當前 的 30高于負序電流 . 集中供熱原因 是為了 明顯減少角扭曲 力 . 激光焊接 這個過程 , 優(yōu)勢 是 電子束焊接技術可以提供最集中的熱源焊接 , 更高的精度 ,焊縫質(zhì)量和規(guī)模較小的扭曲 . 這個過程是用于焊接噴氣發(fā)動機部件 ,其由 耐熱合金制成，如 光加工燃燒在普惠公司噴氣發(fā)動機 F - 100 - ○ – 22019得到了運用 . 激光焊接將很快取代鉚在空中客車 318 飛機 中使用 . 顯著的 優(yōu)點是可以 預期 并 取得的取代鉚接接頭 的不足 . 鉚，估計消費占制造業(yè)的 40 ％ 左右 . 電子束焊接 如上所述，高強度的電子束產(chǎn)生焊縫與熱影響區(qū)小， 這個過程中的優(yōu)勢， 電子 束對熔融金屬 的對接 已沒有問題 . 不過，它需要在真空中運作 . 這一特點 在使用這一 進程 中 ，特別適合焊接鈦合金 而 不能焊接在一個開放的氣 體中的部件 . 鈦合金被廣 泛用于軍用飛機，因為它重量輕，強度高， 性能在高溫下 也較好 . 應用電子束焊接，以焊接鈦部 件的軍用飛機一直在不斷擴大 . 塔員額和機翼部件在 4V 和 斗機 也得到了廣泛的應用 . 機翼盒舉行可變幾何的翅膀，在旋風式戰(zhàn)斗機， 如 雄貓 ” 得到了使用 . 在控制系統(tǒng) 中 ,以及在 以及在實施電腦自動化 中有著 顯著的差異 . 這項新技術，使連續(xù)一通焊縫超過曲線和曲面，并通過不同厚度 來進行 . 波音公司的 F - 22 的關鍵結構部件 現(xiàn)在用 鈦電子束焊接這種方式 來焊接的 . F - 22 是第一 次 飛機在 60 年的特點焊接機 進行的 . 前 的前身用了 鉚接鋁 最近的應用 的 鈦鑄件在 F - 22 戰(zhàn)斗機 的 焊接 出現(xiàn)了 問題， 因此 延遲開始生產(chǎn) 時間 至少五個月 . 俄羅斯能源火箭 應用電子束焊接建造該氧氣和油缸 . 由于龐大真空，是造成當?shù)孛芊馀c鐵電 產(chǎn)生影響 . 擴散焊 4 這是一個固態(tài)焊接 ,在焊接 過程中 在 焊縫所 在處產(chǎn)生 應用的壓力，在高溫下，該件沒有宏觀變形或相對 變化 . 航空業(yè)是主要用戶 是 這個過程已證明 ,超塑成形（ 則鈦合金特別有用相結合 . 在這種情況下，復雜的幾何形狀可以得到在短短 得到應用 . 在某些情況下替代鉚接鋁構件 ,從而使成本降價 . 傳統(tǒng)的制作由 500 緊固件構成的 16 個部分 ,并一起進行 . 有人建議 ，以取代設計，整體加筋所產(chǎn)生的 得到很好的作用 . 應用的 以 減少了原來的鉚接的鋁材 構件 ，來自 76 個詳細的零件和 1000 緊固件，以鈦金屬版只有 14 個細節(jié)和 90 緊固件與總成本可節(jié)省 30 ％ 左右 . 成功的 刺激了大量的研究與目標，完成了類似的過程與鋁 焊接過程 . 和鋁鈦根本區(qū)別是 鈦 可以解散其氧化物 而鋁不可以 ， 因此 , 剩余氧化氮在界面 形成 鋁聯(lián)合 ,極大地降低了力量的焊接 在焊接中的擴散 . 這個問題已妨礙了 / 的 普遍采用 . 結論 驅(qū)動的成本 和重量的 積累 ，技術進步 使得 更換鉚釘和緊固件與焊縫 得到緊密的結合 . 在商用飛機 中 ,一些鉚接鋁構件由 / 的替代品（ / 仍處于試驗階段） 形成了一種趨勢 . 在不久的將來，空中客車飛機（ 功能將機身 出現(xiàn) 激光焊接，以在飛機上的 形成 . 展望進一步 ,邁向未來 , 這是有可能 將 攪拌摩擦焊用于對飛機結構組件 的焊接 , 它可以可靠地加入合金系列 等材料 . 變極性等離子弧焊焊接（ ，原本是設計為空間應用可能深入飛機工業(yè)入中 的 厚度較厚 的鋁。實施計算機控制 使用 電子束焊接鈦 合金的應用程序 在過去是不可行的， 制造業(yè)等焊接第一次為噴氣式戰(zhàn)斗機機身 中使用， 電子束焊接鈦在未來的軍用飛機 的運用 將增加 ，這種 預期 是合理的， 在飛機使用鑄件正在增加 ， 這必將帶來新的挑戰(zhàn) 。 of in 42000, 21N N . 2139, in is of of is is a to of in in to in In is in of In to in of in A of of in up 5 do to of of on on of on in be at a by of is a as as of by of it as an or a of in of an ). be by of ). as of to d/w) of of A in a as . 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