为什么飞机制造不能用焊接，而航空器则选用焊接工艺呢？

回忆 · 发表于 2018-4-11 21:18:29

焊接是现代制造业中被广泛采用的一项工艺，具有速度快、密封性好等优点，在航天、船舶和汽车制造中大显身手。那么，飞机在制造过程中能否也采用焊接工艺？答案是否定的。主要原因有如下几个方面：

▌ 首先是飞机的制造材料造成的

在波音787和空客A350XWB问世前，现代飞机的主要制造材料是铝合金。这种材料有一个突出的特点——焊接性能极差。采用传统的焊接方式焊接后，焊接区域局部有应力集中，使得金属变脆，而且易产生砂眼、气泡、微裂纹等缺陷，使得结构在这些位置的性能低于非焊接区。这在飞机制造中是不能接受的。

虽然现在也有一些特殊的焊接工艺，比如搅拌摩擦焊接和激光焊接，但相关技术过于复杂，而且难以保证工艺稳定性。对于同一种材料来说，越薄越不容易焊接。飞机蒙皮厚度一般只有2毫米左右，即便能够焊接，难度也会很大，非一般操作人员能够胜任，不利于飞机批量生产。

波音787和空客A350XWB机体以复合材料为主，这些复合材料是多种单一材料通过复合的方法，再经过特殊工艺制成的，焊接的难度比铝合金还要大，制造商几乎不使用焊接。

▌ 其次是飞机的工作特性造成的

飞机在高空高速飞行时，机身蒙皮承受的是拉力。发动机在工作时存在振动，同时飞机自身也会产生振动。飞机在每个航班中经历的各种力都是不断变化的，会存在疲劳问题。而拉力、振动和疲劳，都是引起焊接性能退化的主要原因。

飞机在这样的环境中长时间工作,就可能在焊接处萌生细小裂纹。更可怕的是，接下来裂纹会沿着焊缝一直扩大，甚至导致飞机在空中解体，发生机毁人亡的惨剧。而铆接和螺接具有很好的抗振动、抗疲劳等特点，而且由于有连接孔的存在，天然地具有抗裂纹继续扩大的能力。

▌ 最后是飞机的使用特性造成的

飞机的使用寿命一般都在20年以上，机体内有很多复杂而精密的仪器，在长时间使用过程中，各种器件都有可能出现不同程度的损坏，采用铆接便于维修和更换。如果采用焊接的话，飞机的蒙皮就要全部进行更换，这样会增加维修费用和单次维修难度。即便不发生任何设备故障，也需要定期对飞机进行检查和维护，包括需要把连接的部位拆开进行检查和维护。焊接是一种不可拆卸连接，一旦拆开，结构就被破坏了。

那么，为什么飞机制造主要采用铆接，而航空器、造船则基本用焊接？

焊接具有速度快、密封性好等优点，在航天、船舶和汽车制造中大显身手。

铆接和焊接都是现在制造业被广泛采用的一项工艺，铆接具有连接变形小，对连接环境要求低，适合薄件连接等特点

主要考虑三个方面，材料特性、工作环境和使用寿命。

材料特性，为保证飞机的重量轻体积大的要求，在波音787和空客A350XWB问世前，现代飞机的主要制造材料是铝合金。这种材料有一个突出的特点——焊接性能极差。采用传统的焊接方式焊接后，焊接区域局部有应力集中，使得金属变脆，而且易产生砂眼、气泡、微裂纹等缺陷，使得结构在这些位置的性能低于非焊接区。这在飞机制造中是不能接受的。

虽然现在也有一些特殊的焊接工艺，比如搅拌摩擦焊接和激光焊接，但相关技术过于复杂，而且难以保证工艺稳定性。对于同一种材料来说，越薄越不容易焊接。飞机蒙皮厚度一般只有2毫米左右，即便能够焊接，难度也会很大，非一般操作人员能够胜任，不利于飞机批量生产。

波音787和空客A350XWB机体以复合材料为主，这些复合材料是多种单一材料通过复合的方法，再经过特殊工艺制成的，焊接的难度比铝合金还要大，制造商几乎不使用焊接。

工作环境，飞机在高空高速飞行时，机身蒙皮承受的是拉力。发动机在工作时存在振动，同时飞机自身也会产生振动。飞机在每个航班中经历的各种力都是不断变化的，会存在疲劳问题。而拉力、振动和疲劳，都是引起焊接性能退化的主要原因。

飞机在这样的环境中长时间工作,就可能在焊接处萌生细小裂纹。更可怕的是，接下来裂纹会沿着焊缝一直扩大，甚至导致飞机在空中解体，发生机毁人亡的惨剧。而铆接和螺接具有很好的抗振动、抗疲劳等特点，而且由于有连接孔的存在，天然地具有抗裂纹继续扩大的能力。

而航空器主要考虑的是密封性，进入宇宙中在真空的环境下不必须考虑大气层的摩擦力，连声音也很难传递，共振也是不必考虑的范畴。

使用寿命要求，飞机的使用寿命一般都在20年以上，机体内有很多复杂而精密的仪器，在长时间使用过程中，各种器件都有可能出现不同程度的损坏，采用铆接便于维修和更换。如果采用焊接的话，飞机的蒙皮就要全部进行更换，这样会增加维修费用和单次维修难度。即便不发生任何设备故障，也需要定期对飞机进行检查和维护，包括需要把连接的部位拆开进行检查和维护。焊接是一种不可拆卸连接，一旦拆开，结构就被破坏了。

而航天飞行器多数回收利用几次就废弃了，所以不必过多的考虑使用寿命和原件更换，所以才有更快更方便的焊接就可以理解了。

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来源：网络。