不论是飞机、轮船、汽车,还是手机、相机、电脑,我们生活中用到的工业制品,都是由诸多的零部件组合而成,而零件与零件的连接方式有很多种。
用j9九游会登录入口首页铆钉把零件连接成为一个整体,称为铆接。
在舰船制造领域,使用焊接工艺的船体十分牢固,能长时间抵御海水侵蚀。
而在飞机制造领域,技术人员会使用铆钉将成千上万块飞机蒙皮拼接起来。
有人会问,飞机制造为什么不能采用焊接工艺呢?
要讲铆钉,首先要说一下制造飞机的材料
现代飞机蒙皮材料主要是铝合金。
铝合金材料有一个突出特点:焊接性能差。
采用传统焊接技术后,相应区域会变得很脆,容易产生砂眼、气泡等问题,使得焊接区的性能低于非焊接区。
不仅如此,飞机长时间在恶劣环境中飞行,蒙皮要承受外界拉力,机身会产生振动。
如果飞机制造采用焊接工艺,那么机身焊接处可能会产生裂纹,在外界拉力、飞机振动的影响下,裂纹会沿着焊缝持续扩大,导致飞机空中解体。
铆接技术的优势
与焊接技术相比,铆接技术在飞机制造领域具有以下3个优势:
一是误差小。
焊接时,焊接工艺存在较大人为误差。
而流水线生产的铆钉,加工精度可以达到微米级,不管是量化生产还是质量控制上都效果更佳。
二是抗高压。
飞机上铆钉所承受的压强高达1100兆帕。
铆接技术具有抗疲劳、抗振动、抗裂纹延展等特点,能够使连接区承受来自外界环境的更大压力。
三是成本低。
焊接技术实现的是永久性连接,往往一处有问题,飞机蒙皮就要全部更换。
而铆接技术易于拆除,出现问题后更换其中一片即可,对于昂贵的复合材料来说,极大降低了维修成本和技术难度。
经过铆钉的“穿针引线”,成千上万块飞机蒙皮铆接在一起,形成更为坚固严实的机身,守护着飞机的飞行安全。
飞机上常用的铆钉分类
1、实心铆钉
实心铆钉按铆钉钉头分主要有四种:
埋头铆钉AN426、普通头铆钉AN470、半圆头铆钉AN430和平头铆钉AN442。
按材料主要可分为:
A铆钉:纯铝制成,强度低,防腐蚀性能好。
AD铆钉:2117铝合金制成,强度低于D铆钉和DD铆钉。
这种铆钉的抗蚀能力较好,使用前无需再进行热处理。
因此,这种铆钉在飞机结构上得到广泛应用。
B铆钉:5056镁合金制成,可以在室温下储存。
主要用来铆接镁合金防止电化学腐蚀。
D、DD铆钉:2017和2024铝合金制成,强度比AD要高,DD的强度最高。
但是这两种铆钉使用前需要淬火,使用后需放入冰盒里,故这两种铆钉也成为冰盒铆钉。
M铆钉:镍铜合金制成,也成蒙乃尔铆钉,可以在室温下储存和使用。
KE铆钉:7050铝锌镁铜合金制成,可以在室温下储存和使用。
2、专用铆钉
专用铆钉主要有盲铆钉(拉塞式摩擦锁定铆钉、拉塞式机械锁定铆钉)、高强度销式铆钉及Hi-Locks紧固件。
凡是上飞机的部件,都是要经过标准认证的。
有的是行业协会的标准,比如 AN(Army/Navy,陆军海军)标准;MS(Military Standard),NAS(National Aerospace Standard)等等,也有飞机公司自己的标准,比如波音公司的标准,以 BAC 开头,铆钉标准是 BACR(Rivet);垫圈标准是 BACW(Washer);螺母标准是 BACN(Nut)等等。
专用铆钉主要有盲铆钉(拉塞式摩擦锁定铆钉、拉塞式机械锁定铆钉)、高强度销式铆钉及Hi-Locks紧固件。
凡是上飞机的部件,都是要经过标准认证的。
有的是行业协会的标准,比如 AN(Army/Navy,陆军海军)标准;MS(Military Standard),NAS(National Aerospace Standard)等等,也有飞机公司自己的标准,比如波音公司的标准,以 BAC 开头,铆钉标准是 BACR(Rivet);垫圈标准是 BACW(Washer);螺母标准是 BACN(Nut)等等。
常见的铝铆钉的材质还有:
2017(D):含铜 4%,强度 30,000psi,铆钉头标识是一个凸起的小圆点。
2024(DD):含铜 4.4%,强度 35,000psi。
铆钉头标识是两道凸起的线。
2017和 2024铆钉又叫冰箱铆钉,需要热处理。
小直径的 2017(D)铆钉不需要热处理,大直径的需要。
所有的 2024(DD)铆钉都需要热处理。
DD铆钉,从材料库领出来的时候,热处理状态是 T4,直接安装是打不动的。
必须先在热处理炉里 930F-950F 温度范围保温 1 小时退火,然后再冷水中淬火,然后放到冰冷的一种酒精(Isopropylalcohol)里,放到冰箱里,用时取出。
从冰箱里取出后,必须在 20 分钟内安装好,否则就打不动了。
能打动也会发生裂纹。
打好的 DD 铆钉的热处理状态是 T31。
除了材质的特殊,铆钉还有其他特异功能
铆钉能帮飞机减肥
「为减轻每一克重量而奋斗。
」是每个飞机的座右铭。
跟人类学到的
所以,作为飞机衣服的蒙皮也流行轻薄款。
例如C919采用较大比例复合材料来减少飞机的结构重量。
而过于轻薄的蒙皮会增加焊接的难度,且蒙皮的复合材料更容易受到焊接的破坏,因而不同材料还得靠铆钉连接。
飞机上铆钉的比强度要求高达1100兆帕,相当于1平方厘米的面积上要承受10辆小轿车的重量。
铆钉的加工精度达到 微米级控制。
第一颗跟之后的数千万颗几乎是一模一样的。
除此之外,上百万个铆钉并不阻碍飞机飞行。
二战相关数据显示,实心埋头铆钉能 使飞机阻力减少3%。
所以,铁打的流水线生产的铆钉各项参数误差极小,不管是量化生产还是品控上都值得信赖。
如果使用焊接技术连接飞机蒙皮,生产质量全靠焊工的手艺。
焊接过薄过厚都会让飞机存在更多安全隐患。
而 胶粘剂目前不能抵抗高温,因而哪怕飞机全身都是胶粘起来的,发动机等关键部位也只能用「可靠的」铆钉固定密封。
铆钉能让飞机长寿
飞机每次飞行结束都需要检修。
而铆钉的可替代性、稳定性等诸多优点,能让飞机「服役」更久。
高端铆钉不仅要采用比强度较高的材料,而且对其加工精度要求也非常高,达到微米级控制,一微米大约相当于成人头发直径的八十分之一。
目前,中国已完全实现高端铆钉生产供应的自主保障。
同时,数字化控制的自动钻铆技术也日趋成熟,随着技术的发展,科技的不断进步,我们已可以综合结构情况灵活使用各种连接方式。
未来已来,中国航空工业材料技术和制造技术的创新工作始终在路上。
本文链接:http://www.fyepb.cn/news/news/230016.html 免责声明:此条信息由编辑或作者发布在环保设备网站,内容中涉及的所有法律责任由此商家承担,请自行识别内容真实性!