飞机起落架的焊接工艺(文献综述)01

文献综述报告

飞机起落架的焊接工艺

专业班级：材料成型及控制工程061班 学生姓名：

1 研究意义：

起落架是供飞机起飞、着陆时在地面上滑跑、滑行停放用的。起落架系统是飞机的关键部件之一，其工作性能直接影响到飞机起飞、着陆性能与飞行安全。在现代飞机起落架的各个工作部件中,收放机构在使用中发生失效的概率高达34.4%。因此,开展起落架收放系统的研究具有重大意义。 1.1飞机起落架的主要任务 飞机起落架的三个主要任务： 一．把飞机停放在地面。

二．起飞及着陆时提供稳定的支持。 三．着陆时减震。

飞机的飞行性能还是很重要的。飞机的飞行性能比在地面的性能重要的多。有人尝试过不使用起落架，直接用机腹在航母甲板上着陆。很不幸，这个试验暂未完成成功。我们看到，有各种各样的起落架，每一种都有它自己的优缺点。实用中，需要根据飞机及外界环境，综合优缺点考虑来进行选择。在保障安全的前提下，最简单的、最小的、最轻的、最便宜的方案是比较好的选择。分析现在的飞机，就是按照上面的说法设计起落架的。如：重量更轻、简洁的结构、更小的阻力、收放式。

2 航空焊接技术的国内外发展现状

随着飞机、发动机对减重、提高性能的需要，先进焊接技术将起着越来越重要的作用。新材料、新结构、新工艺的有机结合，使得焊接技术将成为航空制造领域的主导技术之一，今后的发展应是新的焊接方法扩大应用，传统焊接技术升级换代，建立和完善焊接数据库，推进焊接数字化。先进焊接技术的发展总是不断地从新科技的成果中获得新的起点。20世纪初电弧应用于焊接产生了电弧焊，在造船、汽车、桥梁、航空航天等工业，创造出了许多大型焊接结构，使焊接成为一种重要的连接技术。20世纪中期，电子束、等离子弧、激光束相继问世，

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高能束连接技术应运而生，其应用如航空发动机的电子束焊接，立即创造出了明显的经济和社会效益。

新型材料的出现对连接技术提出了新的课题，成为其发展的重要推动力。 许多新材料，如耐热合金、钛合金、陶瓷、金属基/陶瓷基/树脂基/碳－碳复合材料等的连接，特别是异种材料之间的连接，采用通常的焊接方法无法完成，扩散焊、摩擦焊、超塑成形扩散连接、液相扩散焊、活性钎焊、高性能粘接与机械连接等方法应运而生，解决了许多过去无法解决的材料连接问题。

新产品、新构件和新器件对焊接技术提出了新的要求，促进传统焊接技术的不断改进与连接技术的创新，以适应发展的要求，如精密钎焊技术、加活性焊剂的氩弧焊及电弧－激光等复合能源高效焊技术等。 焊接制造工艺由于其工艺的复杂性，以及对劳动强度、产品质量、批量等要求，使得焊接工艺对于机械化、自动化、智能化的要求极为迫切。目前电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展为焊接过程的自动化与智能化提供了十分有利的技术基础，并已渗透到焊接各领域中，近20年来，在自动焊接技术方面已取得许多研究与应用成果。

3 发展趋势

通过国内外情况对比分析，可看出连接技术的主要发展趋势是： 1）新型或特种材料及异种材料构件的连接。 2）复杂产品、构件和器件精密连接。 3）焊接过程的自动化与智能控制。 4）太空等特殊环境工作条件下的焊接。 5）复杂焊接产品质量的可靠检测与寿命评估。 6）传统连接工艺的改进及新型焊接工艺方法的开发。 7）绿色连接技术和再利用修复技术。

4 航空焊接技术应注重的问题：

从国内外飞机、发动机已采用的拟采用的焊接结构及焊接技术发展概况看，今后我国航空焊接技术应注重如下几方面：

1）加速新焊接方法的应用研究。尽快掌握激光双光束填丝焊、搅拌摩擦焊、线性摩擦焊、活性剂-气保护弧焊等新工艺，完善性能数据，掌握最佳焊接工艺及其流程。

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2）进一步扩大电子束焊接技术的应用，解决塑性较差的高强钛合金、超高强钢以及大厚度材料框和盒形梁等结构的焊接工艺。

3）气保护焊、等离子弧焊要向数字化技术靠拢，提高自适应能力（弧长调节、焊缝跟踪及轨迹控制、焊方位及熔透控制等），完善各类低应力无变形焊接技术，使之稳定地应用于生产。

4）配合材料研究部门，掌握4121、1460、2195铝锂合金，6013、6056铝镁硅合金，Ti55、Ti60高温钛合金，SP-700、Ti153、B21S、Ti17高强高韧钛合金，以及BKC-210/240、Aermet100/310等超高强钢的焊接技术。

5）掌握ODS材料、粉末高温合金及金属间化合物的扩散连接工艺，关注各类蜂窝结构（如全点焊高温合金蜂窝壁板、LID-DB钛合金蜂窝壁板）制造技术及其应用。6）探索热塑性树脂基复合材料。金属基复合材料、工程陶瓷及陶瓷基复合材料以及C/C复合材料连接技术。

7）建立焊接工艺数据库（含资源管理、工艺文件），实现各种厚度结构件焊接过程中焊缝收缩及应力应变的仿真技术，进一步加强焊接结构完整性及可靠性评定技术研究。

8）建立并不断改进完善飞机及发动机件的焊接数字化生产线。

5 几种典型航空零件及焊接技术的应用情况

5.1飞机起落架的焊接

欧美国家起落架选用300M和35NCD16低合金超高强度钢整体锻件结构加工工艺，零件外形加工后进行真空热处理或可控气氛热处理。材料利用率只有12.5%-25.0%。 俄罗斯起落架选用30CrMnSiNi2A（真空冶炼）低合金超高强度钢锻件焊接结构加工工艺，主要受力构件采用高压真空电子束焊焊接，焊后进行热处理（空气炉加热+盐浴炉淬火）。 目前，新型的高强度、高韧性和高腐蚀抗力的改进型镍-钴低碳合金钢已开始在舰载飞机起落架上应用，最典型的材料是AerMet100和AF100，此类材料除具有优异的综合力学性能外，还具有优良的疲劳性能和焊接性能，可替代现在使用的起落架结构材料300M和4340钢等。国内起落架受力构件材料主要采用300M和30CrMnSiNi2A超高强度钢，有的采用整体加工，有的采用焊接结构。大型构件的深孔加工和热处理变形控制以及超高强度钢的高效数控切削加工是国内起落架加工存在的主要问题。另外AerMet100钢尚未应用。 5.2 大型宽弦风扇叶片

钛合金由于其优良的综合性能在航空领域应用的越来越多，钛合金的焊接/连接技术也已成为工业部门的研究热点。先进飞机的中后机身一般采用钛合金

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框。

5.3整体叶盘结构 （略） 5.4鼓筒式整体转子 （略）

6 飞机起落架的焊接方法及工艺的发展

飞机起落架通常采用超高强度钢制造，其焊接性较差。在维护中，我们发现原焊接部位及其附近常出现裂纹，过去一般采用手工电弧焊(SMAW)的方法修复，主要工艺过程为：除油、除锈、烘干焊条、焊件预热、退火、焊接、保温、回火及调质处理等多道工序才能完成。这种复杂的工艺在我军野外现场抢修很难做到，而且焊接质量多年来也一直存在着很大争议，在改进焊接方法与工艺上做了一定的努力，采取TIG焊代替SMAW焊，工艺简便、快速，焊接效果比较理想。

7 发展我国焊接产业的几点建议

1、优化资源配置，加快企业兼并重组，提高规模效益

近10几年来，国外一些企业纷纷在国内设厂，并加大在中国投资力度，对国内焊接产业造成巨大冲击。国内一些企业由于、技术和资金等原因纷纷走入困境，尽管有一些企业在市场竞争中有了一定的进步，但远不如国外一些知名企业在市场中的实力。为了使我国焊接企业在市场竞争中求得生存和发展，必须抓紧时机，优化资源配置，实现企业兼并重组，组建1~2个具有很强竞争力，集焊材、焊机为一体的产品门类齐全，实力雄厚的知名大型企业和发展4~5家在某类产品具有相当规模和较强竞争力的企业和若干在某类产品很有特色或为上述企业提供配套的一些小型专业厂家，只有这样才能保证我国焊接产业整体进入国际市场。

2、加大科技投入力度，提高企业的竞争能力

我国焊接科研力量薄弱，极大的影响了我国焊接产品质量和可靠性以及在市场竞争中实力。要实现我国焊接产业的可持续发展，必须加大科研投入，鼓励大型企业组建企业自己的科技开发中心，围绕企业的产品进行研究开发工作，以提高老产品的质量和开发高技术新产品，特别是要进行创新性研究，发展有中国自主知识产权的产品，提高企业的竞争能力。 3、进一步提高产品质量，完善产品系列

目前在中、低档产品中，国产产品有的已接近国际先进水平，但在高档产品市场，则基本上是进口产品的天下，如焊接机器人、特种焊机及焊接材料中的自保护药芯焊丝等多为进口产品。我国“西气东输”用的美国自保护药芯焊丝，其价

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格为60元/kg，已经接近气保护不锈钢药芯焊丝的价格，其根源就是我国尚无相应的产品与之竞争。

8．本课题的作用

本研究课题主要用于解决飞机起落架的一些焊接工艺问题,需要对现有的一些焊接工艺进行改进与创新,以便飞机起落架能更好的工作,并且降低焊接飞机起落架的一些费用与失事率。

9总结

通过大量的资料收集，我深刻的了解了飞机起落架的发展历史，学习了焊接加工工艺，对飞机起落架的结构有了一定的了解，为接下来的毕业设计打下了一定的基础，我相信我一定能顺利完成任务的。

参考文献：

[1] 郭恩明，航空制造技术的发展及对策[J].航空制造技术.2000(6)：1-8. [2] 周振丰，张文钺.焊接冶金与金属焊接性.北京：机械工业出版社.1994. [3] 李亚江，特殊及难焊材料的焊接.北京：化学出版社.2003. [4] 姜敬先，航空材料的焊接.信阳：空军第一航空学院出版社.1998.

[5] 李亚江，王娟，张永喜，等．焊接修复技术.北京：化学工业出版社。20o5. [6] 雷世明，焊接方法与设备．北京：机械工业出版社.2005.