Miért használnak repülőgépek szegecseket és nem hegesztett konstrukciókat?
Ez a kérdés motivált arra, hogy feltegyem: Miért szegecselték és nem csavarozták a repülőgépeket?
Miért nem hegesztett konstrukció? Túl nehéz ezeket az ötvözeteket hegeszteni? Finomuló háttérből származom, és sok veszélyes feladatban a hegesztett szerkezet normává vált, mert az integritást könnyebb garantálni, mint a csavarokat, csavarokat vagy szegecseket.
Csak kíváncsi, mi a különbség a repülésben? A javítás, a biztonság, a súly és az aerodinamika nem jobb hegesztett szerkezettel?
7 válasz
Rövid válasz: A nagy szilárdságú alumíniumötvözeteket nehéz megfelelően hegeszteni. Az alumínium olyan finom anyag a repülőgép-szerkezetek számára, hogy a szegecselés igényét örömmel elfogadják.
Két dolog fontos:
Míg az acél hőmérséklettartománya egyre áramlóbbá válik, az alumíniumötvözetek néhány fokkal szilárdból folyékonyvá válnak. Ezenkívül a vasalapú ötvözetek hővezető képessége alacsonyabb, mint az alumíniumnál, ezért az acél helyi hevítése a környező anyagot hidegebbé és erősebbé teszi az alumíniumhoz képest. Míg a vékony acéllemezek hegesztése triviális, sok tapasztalatot igényel az alumínium terén. Nagyon vékony lapokhoz speciális felszerelésekre van szükség, például vízhűtéses rézgyantára, amelyen az alumínium lapok nyugszanak, hogy hátuk lehűljön. Ezenkívül az acél és a titán olvadási hőmérséklete elég magas ahhoz, hogy jóval megolvadása előtt meggyulladjon, míg az alumínium megolvad anélkül, hogy bármilyen optikai jelzést adna a hőmérsékletről.
A nagy szilárdságú alumíniumot az anyag edzésével történő fokozatos öregedéssel és kicsapással állítják elő. A közönséges ötvözetek az alumínium mátrixon keresztül különböző rézatomokat használnak, amelyek lokálisan eltorzítják és megerősítik az atomrácsot. Ha hegesztéssel gyorsan felmelegítik és lehűtik őket, a réz eloszlása megváltozik, és az anyag meglazul a hegesztési terület körül. A kész szerkezet újbóli megerősítése a legtöbb esetben meglehetősen praktikus, ezért a szegecselés a legjobb alternatíva.
Harmadik különlegesség az alumínium-oxid réteg, amelynek olvadáspontja magasabb, mint az alapanyagé. Az alumínium-oxid réteg töréséhez AC TIG hegesztőre van szükség, így a hegesztési technikák választéka meglehetősen korlátozott.
A szegecselt szerkezetek könnyebben ellenőrizhetők és javíthatók. A legtöbb javításhoz a repülőgép szerkezetének eltávolítása szükséges a hozzáférés érdekében, és a szegecselt szerkezetet könnyebb szétszedni és visszaszerelni javítás után, kissé vastagabb szegecsekkel.
Az alumínium hegesztéssel kapcsolatos tapasztalataim 4 mm vastag lapoknál megálltak; míg a legvastagabbakat könnyű volt hegeszteni, a legvékonyabbakat soha nem sikerült. Álljon a szerkezete elé, és melegítse fel azt a helyet, ahol el akarja kezdeni a hegesztést. A sötét fejképernyőn keresztül figyelve várja meg, amíg az ív alatti arc fényessé válik, ami azt jelzi, hogy a felület olvadni kezdett. Most meg kell őrülten hozzáadni a hegesztőhuzalt, hogy az arca ne melegedjen fel jobban, és mozogjon. Ha nem sikerül, egy másodperccel később lyuk lesz az ív alatt, mert az alumínium teljesen megolvadt és leesett. Ezt 2 mm-es lepedővel tiszta haszontalan gyakorlat volt számomra - mire a felület fényes lett, már zsugorodott.
Köszönet @ voretaq7-nek, hogy megosztotta a hegesztési súrlódásról szóló linket. Ez az alkatrészek pontos pozícionálásával és a számítógép által vezérelt hegesztőfej segítségével lehetséges, és a jövőben szélesebb körben alkalmazható. Az Eclipse Aerospace állítása szerint ez segít nekik elkerülni a sugárhajtóművek 60% -át.