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小小鉚釘蘊含大奧秘!飛機各個部件就靠它



發布時間:2019/12/26 14:49:11 點擊次數:214次

鉚釘是由頭部和釘桿構成的一類緊固件,主要用于連接兩個帶通孔,一端有帽的零件(或構件)的釘形物件。隨著社會需求的需要,鉚釘的使用范圍也非常的廣泛,讓小編最為難忘的就是,之前網上流傳的“航母上的一個鉚釘可以換一輛奧迪車”和“為什么飛機不用焊接,要用鉚釘呢?”這兩個問題就是一個小小鉚釘引起的大奧秘,中華標準件網小編今天就來分解下,小小鉚釘里面的奧秘。

小小航母鉚釘價格為何上萬塊?

我們都知道航母日常任務之一是要滿足艦載機的起降要求。艦載機在起飛時,發動機的溫度會迅速上升,而作為戰斗機起降的甲板需要經過特殊設計加工,這就要求航母甲板必須具有耐高溫以及抗沖擊力的功能。為了保護艦面場不受高溫破壞,需要在飛行甲板表面安裝一層耐高溫的貼面板。而貼面板材質特殊,是現有技術無法焊接的,最后只能選擇鉚釘鉚接固定。

能承受高溫的鉚釘制造材料比較特殊,全是用鈦合金打造,鈦合金以其獨特的高強度、耐高溫、耐腐蝕、重量輕等性能,成為不二之選。這些航母甲板鉚釘因采用特殊材料、特殊工藝,并且小批量制造,因此價格自然很貴。

當然這些鉚釘要固定展開的鋼板也不是一件容易的事情,每個區域的壓強、承重、咬合度都會因為起降作業而慢慢變化,要想制造出強度和韌性都滿足要求的鉚釘也需要很高的技術水平。

可見,技術要求高,材料比較特殊成本高,當然制造成的鉚釘也是不會便宜到哪里去,再說,一架航母的造價也最起碼要幾百億美元吧,比如美國斯坦尼斯號航母總造價達到330億美元,可想航母上的零部件能便宜到哪里去。

回頭在想想,為什么飛機制造中用大量的鉚接,而不是焊接呢?

在制造一架大型飛機時,用到的鉚釘數量多達數十萬甚至上百萬,多個零件連接的方式有很多種,比如利用鉚釘進行連接,簡稱鉚接;以加熱高溫或高壓方式連接金屬,簡稱焊接;利用螺絲螺母進行連接,簡稱螺接;那為何在制造飛機時都選擇鉚接,而不是焊接,或者其他方式呢?其主要原因有三點:

1、復合材料等輕質材料不適宜焊接

航空工業中有一句箴言:“為減輕每一克重量而奮斗!睘闇p輕飛機重量,飛機制造中會因地制宜地使用盡可能輕的材料,而這些材料除了鋼結構比較適合焊接之外,鋁合金不宜焊接,復合材料也會受到焊接的破壞,不同材料的相互連接必須采用物理方式固定。

2、焊縫容易產生金屬疲勞問題

民用飛機通常要服役十幾年,而焊縫容易產生金屬疲勞問題,使得連接效果不佳。

首先,焊接的過程中,焊接金屬受到散熱速率不同的影響,會產生形變和很大的內應力,結構在復雜的載荷和受力條件下容易損壞;此外,由于焊接實際上是一個金屬再加工的過程,焊縫附近的金屬力學性能會與母材有顯著削弱,成為飛機結構的弱點,并且這個變化無法測定,因此一般飛機上較少使用焊接。

3、鉚接更可靠穩定

鉚接的可靠性和一致性要遠高于焊接或螺接,焊接質量很大程度上依賴于操作工人的手藝,而鉚接的連接強度比較穩定可靠,各項參數誤差極小,容易進行品控和標準化生產,如有操作失誤,也可以進行鉚釘的替換。

由于鉚接適用于受較大沖擊或震動載荷的金屬結構連接,這種高效率的連接方式能夠加強結構的穩定性,上百萬枚鉚釘節約的重量也十分可觀了。

航空鉚釘在飛機中的作用好比連接人體骨骼之間的軟組織,如果人沒有軟組織,骨架再堅固也無用,航空鉚釘的重要性可見一斑。

溫馨提示,目前中國航空工業已完成實現,高端鉚釘生產供應的自主保障,同時,數字化控制的自動鉆鉚技術也日趨成熟,將有助于大型或超大型整體結構件與骨架之間連接,中國航空工業的科技人員們正在努力,不遠的將來,隨著材料技術和制造技術的革命性創新,或許可以實現飛機的無鉚釘連接,鉚接也將成為飛機的歷史。

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