关键词：焊接技术；航空航天工业；发展
焊接技术是连接技术中的一部分，是制造技术的重要组成部分，同时也是航空飞机、航空航天发动机、箭弹星船体结构、容器、管路和一些精密器件制造中不可缺少的技术。在现代生产和制造领域中，越来越多的产品采用各种焊接方法把不同材料、形状、结构和功能的零部件连接成一个复杂的整体，大大简化了构件整体加工的工序，节省了材料，提高了生产效率。
一、国内焊接技术现状
国内焊接技术在飞机及发动机上的应用与国外相比还有很大差距，但近年来也取得了长足进步。我国电子束焊接技术也应用在如起落架、框、腹鳍、受油嘴等飞机结构件上。发动机零部件采用电子束焊接技术相对较多，如某型发动机高
压压气机转子、燃烧室机匣高压涡轮组件等关键件均采用了电子束焊接技术。我国西飞公司生产的如H6系列飞机和Y7系列飞机，焊接的主要承力结构件是飞机的主起落架和前起落架零组件，焊接工艺均采用手工电弧焊接工艺。将来要制造的大型运输机，飞机起落架以及主承力梁、翼盒的结构骨架和发动机挂架等将采用焊接结构，其材料有高强度钢，也焊工艺无法满足要求，需要先进的焊接技术。另外，中国一航第一飞机设计研究院、西飞公司和北京航空制造工程研究所合作，已经将激光焊接技术成功地应用于某型飞机的钛合金腹鳍的焊接。针对航空发动机的环形板件、薄壁筒形件、机械加工工件圆周对接环焊缝、纵焊缝的自动氩弧焊接，成都焊研科技有限责任公司在美国Jetline公司9500控制器的基础上进行二次开发，结合自身在弧焊控制方面的最新研究成果，研制出一种专门
用于航空产品的弧焊控制系统。此外，国内发动机行业通过多个型号的实践，焊接技术已取得较大的进步，许多新工艺如E B W、I F W、V B、自动氩弧焊、轨迹氩弧焊和弧焊机器人、S P F/D B、P A W及低应力无变形焊接技术等均得到了应用。
二、航空航天工业焊接技术
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。
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆他们制造了一台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。
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。
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。
5.冷金属过渡焊接设备（CMT）。冷金属过渡技术（Cold Metal Transfer，简称
CMT）是Fronius公司在MIG/MAG焊基础上开发的一种革新技术，第一次将送丝运动与熔滴过渡过程进行数字化协调。CMT基本原理是：电弧燃烧过程中，焊丝向熔池送进，当焊丝与熔池接触时，电弧熄灭，焊接电流减小，短路接触时，焊丝回抽帮助熔滴脱落，保持很小的短路电流（熔滴过渡时电压和电流几乎为零）；此后，焊丝再次向熔池送进，冷金属过渡过程重复进行。CMT冷金属过渡焊接技术是一种无飞溅的新型焊接技术。所谓冷金属过渡，是指数字控制方式下的短电弧和焊丝的换向送丝监控。换向送丝系统由前、后两套协同工作的焊丝输送机构组成，使焊丝的输送过程为间断送丝。后送丝机构按照恒定的送丝速度向前送丝，前送丝机构则按照控制系统的指令以70 Hz的频率控制着脉冲式的焊丝输送。
在相同条件下，相比传统MIG焊接方法，CMT焊接热输入量大幅降低，可实现钢与铝、铜与钢等异种材料之间的焊接，同时可以满足0.3mm以上薄板的无飞溅、高质量熔焊和钎焊。要求，先进的焊接设备和工艺起到至关重要的作用。
我国先进焊接技术与西方发达国家相比仍有较大差距，有很多技术难题需要攻克。未来我国航空航天焊接应加速新材料以及先进焊接技术的应用研究。可以肯定，我国的先进制造技术会取得长足的进步。
参考文献:
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[2]康霞.《先进航空焊接技术》[M].航空制造技术,2018(11).
[3]王瑞.《焊接工艺学》[M].机械工业出版社,2019.9.
论文作者:温雪
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第17期
论文发表时间:2020/3/4
标签：技术论文; 焊接技术论文; 电子束论文; 焊丝论文; 零件论文; 飞机论文; 航空论文; 《科学与技术》2019年第17期论文;