电子束焊接技术

电子束焊接具有能量密度极高，容易实现金属材料的深熔透焊接、深宽比大（可达70∶1）、焊缝热影响区小、焊接残余变形小、焊接工艺参数容易精确控制、在真空环境下焊缝纯净、重复性和稳定性好等特点，这些优势是其他熔焊方法难以比拟的，因而电子束焊接在航空航天这些高技术制造领域正日益得到广泛的应用。

飞机制造技术方面，电子束焊接技术是飞机重要承力构件，如钛合金承力框、梁等的关键制造技术之一。电子束焊在国外飞机重要承力构件上的应用。俄罗斯拥有世界最先进的焊接技术，系统的焊接结构研究成果，与结构设计、选材和焊接技术的研发紧密结合，在飞机制造中大量采用焊接技术。

西方国家为了满足研制高水平、高性能飞机的需求，制造商越来越多地采用焊接结构，其中电子束焊接作为一种先进焊接技术，已广泛应用于飞机主要承力构件的制造。其中，以格鲁门公司为代表，他们认为机械加工后进行电子束焊接是制造起落架、飞机大梁和结构骨架的一种正确方法。美国F-22战斗机、欧洲-2000型战斗机机体的部分承力结构、欧洲四国合作研制的EJ200发动机第三级风扇钛合金整体叶盘等均采用了电子束焊。

EJ200发动机

与此同时，应用材料也发生了极大的变化，特别是钛合金零件已经走出了小型薄壁件、整体成形钣金和仅承担输送液体的管筒件三方面次要构件的领域，不断地被制成承担一定载荷的结构件，如飞机翼盒的承力支撑架、机身副支撑梁和发动机机架等。这些结构已在被美国号称为“全钛飞机”的舰载机F-16、F-19和前苏联的SU-27中得到实际应用。目前在SU-34、FY-22和FY-24中大量使用，不仅在战斗机，而且在民用飞机上，如波音的起落架和空客A380的发动机机架上都有使用的先例。由于钛合金的材料特性，这些结构必须在保护气氛或真空室内焊接，这正是电子束焊接技术应用的重要领域。

电焊对钛合金WCS进行焊接

激光焊接技术

激光焊接是以激光为热源进行的焊接。激光是一束平行光，用抛物面镜或凸透镜聚焦，可以得到较高的功率密度。用高密度的激光热源进行焊接，可焊接熔深要求较大的焊缝。

激光焊接具有能量密度高、热影响区小、空间位置转换灵活、可在大气环境下焊接、焊接变形极小等优点。它主要用于飞机大蒙皮的拼接以及蒙皮与长桁的焊接，以保证气动面的外形公差。另外在机身附件的装配中也大量使用了激光焊接技术，如腹鳍和襟翼的翼盒。近年来，激光焊接也多用于薄壁零件的制造中，如进气道、波纹管、输油管道、变截面导管和异型封闭件等。

航空结构中的激光焊接

普惠公司在美国空军项目IMIP计划资助下，建立了涡轮叶片激光焊接中心，可以完成涡轮叶片所需要部件的自动激光焊接，如JT9D和FLO的二级涡轮转子叶片以及V2500、F100PW-220、PW2037、PW4000等发动机的涡轮叶片、导向叶片、机匣、燃烧室等均采用激光焊接工艺技术。V2500发动机的风扇机匣前后段就是日本JACE的相关公司采用6kw的CO2激光将其焊接成整体的。

V2500 发动机

搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊是一种通过机械变形连接金属的固态处理工艺。它的优点是无飞溅，无需焊接材料，不需要保护气体，接头无气孔、裂纹、杂质等缺陷，焊缝热影响区小，残余应力低，焊接区域组织变化小。焊缝强度相当于电弧焊焊缝强度的1.3-1.5倍,疲劳寿命与铆接壁板相当,可焊接的材料厚度为1.2-55mm。特别是搅拌摩擦焊可焊接各种铝镁合金材料。因此在航空航天工业中，尤其是在航空铝合金焊接中得到广泛的应用。

搅拌摩擦焊原理

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