飛機機身是焊接而成的嗎

焊接是現(xiàn)代制造業(yè)中被廣泛采用的一項工藝，具有速度快、密封性好等優(yōu)點，在航天、船舶和汽車制造中大顯身手。那么，飛機在制造過程中能否也采用焊接工藝？答案是否定的。主要原因有如下幾個方面：

首先是飛機的制造材料造成的。在波音787和空客A350XWB問世前，現(xiàn)代飛機的主要制造材料是鋁合金。這種材料有一個突出的特點——焊接性能極差。采用傳統(tǒng)的焊接方式焊接后，焊接區(qū)域局部有應力集中，使得金屬變脆，而且易產(chǎn)生砂眼、氣泡、微裂紋等缺陷，使得結(jié)構在這些位置的性能低于非焊接區(qū)。這在飛機制造中是不能接受的。

雖然現(xiàn)在也有一些特殊的焊接工藝，比如攪拌摩擦焊接和激光焊接，但相關技術過于復雜，而且難以保證工藝穩(wěn)定性。對于同一種材料來說，越薄越不容易焊接。飛機蒙皮厚度一般只有2毫米左右，即便能夠焊接，難度也會很大，非一般操作人員能夠勝任，不利于飛機批量生產(chǎn)。

波音787和空客A350XWB機體以復合材料為主，這些復合材料是多種單一材料通過復合的方法，再經(jīng)過特殊工藝制成的，焊接的難度比鋁合金還要大，制造商幾乎不使用焊接。

其次是飛機的工作特性造成的。飛機在高空高速飛行時，機身蒙皮承受的是拉力。發(fā)動機在工作時存在振動，同時飛機自身也會產(chǎn)生振動。飛機在每個航班中經(jīng)歷的各種力都是不斷變化的，會存在疲勞問題。而拉力、振動和疲勞，都是引起焊接性能退化的主要原因。

飛機在這樣的環(huán)境中長時間工作,就可能在焊接處萌生細小裂紋。更可怕的是，接下來裂紋會沿著焊縫一直擴大，甚至導致飛機在空中解體，發(fā)生機毀人亡的慘劇。

最后是飛機的使用特性造成的。飛機的使用壽命一般都在20年以上，機體內(nèi)有很多復雜而精密的儀器，在長時間使用過程中，各種器件都有可能出現(xiàn)不同程度的損壞，采用鉚接便于維修和更換。如果采用焊接的話，飛機的蒙皮就要全部進行更換，這樣會增加維修費用和單次維修難度。即便不發(fā)生任何設備故障，也需要定期對飛機進行檢查和維護，包括需要把連接的部位拆開進行檢查和維護。焊接是一種不可拆卸連接，一旦拆開，結(jié)構就被破壞了。

機身用什么連接。鉚接和螺接具有很好的抗振動、抗疲勞等特點，而且由于有連接孔的存在，天然地具有抗裂紋繼續(xù)擴大的能力。

通常，飛機上的鉚釘末端在經(jīng)過擠壓后會變形，讓兩個飛機上的部件可以緊緊地貼在一起，由于是材料的形變，鉚釘就很難像螺絲一樣經(jīng)過震動讓螺母脫出導致結(jié)構的松散。

但是要注意一點，鉚釘鉚飛機其實也是一個不完整并且不全面的認知，即便是在鉚釘時代，飛機的緊固也不完全是依靠鉚釘來做的。

在這張飛機局部的放大圖中，就可以發(fā)現(xiàn)很多鉚釘和“螺絲釘”共同存在的現(xiàn)象。

這些“螺絲釘”難道不怕掉落嗎？如果仔細看的話還會發(fā)現(xiàn)另外一種現(xiàn)象，這些“螺絲釘”往往都用來固定飛機上的一些小艙口。這些小艙口會經(jīng)常被打開用來露出飛機蒙皮下的設備和線路進行飛機的檢修和維護。如果用鉚釘鉚死，對地勤的檢修工作無疑就是加大了負擔。于是這些部分就用了“螺絲釘”。實際它們并不是真正意義上的了螺絲釘，在航空術語中有專門的名稱，叫做“防脫落口蓋鎖”。

雖然防脫落口蓋鎖的外形和螺絲釘很相像，但結(jié)構比普通的螺絲釘要復雜一些，但在內(nèi)部是有一個小簧片機構的，可以在一定的深度上可“螺絲孔”內(nèi)的凹槽結(jié)合，這樣這片探出的小簧片就可以勾住螺絲孔從而使口蓋鎖不會由于震動而旋轉(zhuǎn)，同時在需要用到這種口蓋鎖的螺絲孔內(nèi)也得做相應的開槽處理。

來源：機械工程師、網(wǎng)絡公開資源