熱塑復材的特種焊接
熱塑性碳纖維復合材料制造民機結(jié)構(gòu)件,突出的優(yōu)點之一是在裝配中采用焊接。這樣一來,裝配中可以不(或減少)鉆孔和安裝緊固件(鉚釘、螺栓)。歐盟、空客稱它為“無塵裝配dustless assembly或dust-free assembly”。
? ? ? ?最早,熱塑碳纖復材主要是用碳纖維/聚苯硫醚(CF/PPS),制造民機中次要受力結(jié)構(gòu)件如,舵面、固定前緣、起落架艙門和一些連接角片等。隨著高溫、高強度樹脂-聚芳醚酮(PAEK)家族,進入民機制造行列,它與碳纖維組合成的復合材料,其性能明顯優(yōu)于熱固性環(huán)氧基碳纖維復合材料(強度高,特別是壓縮強度高、制造中的邊角余料可再利用、產(chǎn)品到壽命后,可回收等)。
? ? ? ?歐盟、空客在“清潔天空 2”研發(fā)項目中,投入巨大的人力、物力、財力,準備在“新 A320”機身使用新型、高溫、高強熱塑碳纖復材。目前工作已經(jīng)進展到,在年底制造出直徑 4 米、長度 8米的機身筒體試驗件。

? ? ? ?“ 新 A320 “機身筒體試驗件在裝配中,使用了幾種特殊焊接工藝。國外資料中將這幾種特殊焊接工藝,匯總在一張圖表中。為了同仁們方便閱讀,將翻譯的中文圖表,分成兩張圖表。




? ? ? ?以下是筒體試驗件在裝配中,不同部位采用不同焊接工藝,現(xiàn)搜集到的圖片:






ISW(-Innovative?Solution?for Welding)焊接創(chuàng)新解決方案

上半機身蒙皮與長桁用連續(xù)超聲波焊接
? ? ? ?“ 新 A320 ”正式投產(chǎn)后,計劃每月要制造 70-100 飛機。因此在裝配過程中,在不同部位、不同焊接工藝,又研發(fā)出不同的機器人手臂,進行裝配工作。此內(nèi)容可見 2021.8.21 發(fā)出的《 用焊接制造民機 》微信短文。
? ? ? ?采用多種焊接工藝雖然可以做到“無塵連接”,但在“新A320 ”研發(fā)中,機翼仍然使用熱固環(huán)氧樹基碳纖維復合材料。究其原因是,目前的焊接技術(shù)還不能用于結(jié)構(gòu)封閉、空間狹小的結(jié)構(gòu)件。
? ? ? ?用先進的高溫、高強熱塑性碳纖維復材,制造民機機身。無論從材料、設計到制造,都是目前最先進的工作。因此,國外報道不可能更詳細。我所編輯的微信短文,供同仁們學習參考!
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