飛機(jī)機(jī)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(xiàng)工藝，具有速度快、密封性好等優(yōu)點(diǎn)，在航天、船舶和汽車制造中大顯身手。那么，飛機(jī)在制造過(guò)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(gè)方面：

首先是飛機(jī)的制造材料造成的。在波音787和空客A350XWB問(wèn)世前，現(xiàn)代飛機(jī)的主要制造材料是鋁合金。這種材料有一個(gè)突出的特點(diǎn)——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(yīng)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(gòu)在這些位置的性能低于非焊接區(qū)。這在飛機(jī)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(guān)技術(shù)過(guò)于復(fù)雜，而且難以保證工藝穩(wěn)定性。對(duì)于同一種材料來(lái)說(shuō)，越薄越不容易焊接。飛機(jī)蒙皮厚度一般只有2毫米左右，即便能夠焊接，難度也會(huì)很大，非一般操作人員能夠勝任，不利于飛機(jī)批量生產(chǎn)。

波音787和空客A350XWB機(jī)體以復(fù)合材料為主，這些復(fù)合材料是多種單一材料通過(guò)復(fù)合的方法，再經(jīng)過(guò)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(jī)的工作特性造成的。飛機(jī)在高空高速飛行時(shí)，機(jī)身蒙皮承受的是拉力。發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)存在振動(dòng)，同時(shí)飛機(jī)自身也會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。飛機(jī)在每個(gè)航班中經(jīng)歷的各種力都是不斷變化的，會(huì)存在疲勞問(wèn)題。而拉力、振動(dòng)和疲勞，都是引起焊接性能退化的主要原因。

飛機(jī)在這樣的環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間工作,就可能在焊接處萌生細(xì)小裂紋。更可怕的是，接下來(lái)裂紋會(huì)沿著焊縫一直擴(kuò)大，甚至導(dǎo)致飛機(jī)在空中解體，發(fā)生機(jī)毀人亡的慘劇。

最后是飛機(jī)的使用特性造成的。飛機(jī)的使用壽命一般都在20年以上，機(jī)體內(nèi)有很多復(fù)雜而精密的儀器，在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)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(jī)的蒙皮就要全部進(jìn)行更換，這樣會(huì)增加維修費(fèi)用和單次維修難度。即便不發(fā)生任何設(shè)備故障，也需要定期對(duì)飛機(jī)進(jìn)行檢查和維護(hù)，包括需要把連接的部位拆開進(jìn)行檢查和維護(hù)。焊接是一種不可拆卸連接，一旦拆開，結(jié)構(gòu)就被破壞了。

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

通常，飛機(jī)上的鉚釘末端在經(jīng)過(guò)擠壓后會(huì)變形，讓兩個(gè)飛機(jī)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(guò)震動(dòng)讓螺母脫出導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的松散。

但是要注意一點(diǎn)，鉚釘鉚飛機(jī)其實(shí)也是一個(gè)不完整并且不全面的認(rèn)知，即便是在鉚釘時(shí)代，飛機(jī)的緊固也不完全是依靠鉚釘來(lái)做的。

在這張飛機(jī)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(xì)看的話還會(huì)發(fā)現(xiàn)另外一種現(xiàn)象，這些“螺絲釘”往往都用來(lái)固定飛機(jī)上的一些小艙口。這些小艙口會(huì)經(jīng)常被打開用來(lái)露出飛機(jī)蒙皮下的設(shè)備和線路進(jìn)行飛機(jī)的檢修和維護(hù)。如果用鉚釘鉚死，對(duì)地勤的檢修工作無(wú)疑就是加大了負(fù)擔(dān)。于是這些部分就用了“螺絲釘”。實(shí)際它們并不是真正意義上的了螺絲釘，在航空術(shù)語(yǔ)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(gòu)比普通的螺絲釘要復(fù)雜一些，但在內(nèi)部是有一個(gè)小簧片機(jī)構(gòu)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(huì)由于震動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在需要用到這種口蓋鎖的螺絲孔內(nèi)也得做相應(yīng)的開槽處理。

來(lái)源：機(jī)械工程師、網(wǎng)絡(luò)公開資源