СЛЕСАРНО-СВАРОЧНЫЕ И СБОРОЧНЫЕ РАБОТЫ | Авиация

1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

Основными объектами слесарно-сварочных работ в самолетострое — ‘ нии являются:

1. Элементарные плоские детали, изготовляемые из листового материала: пластины, сережки, накладки, ребра, шайбы и т. п.

2. Элементарные объемные детали, изготовляемые из листового материала или труб и профилей: обоймы, щеки, башмаки, трубы подкосов и т. п.

3. Узлы, состоящие из элементарных плоских и объемных деталей, соединяемых в узел при помощи сварки, паяния, клепки или другими способами.

4. Сборочные узлы, получаемые в результате монтажа (сборки) узлов и элементарных деталей; к таким узлам относятся: ноги шасси, ручное и ножное управление, костыльная установка, моторамы и т. п.

Размеры большинства плоских и объемных деталей и узлов не превосходят 100—300 мм2, но г абаритные размеры сборочных узлов и агрегатов измеряются метрами. Соответственно этому веса узлов и агрегатов весьма различны, начиная от нескольких граммов и до 40—50 кг.

Основные виды обработки следующие.

Слесарные работы: загибание на оправках и прессах, пригонка деталей перед сваркой, сборка для прихватывания, про­верка и правка после прихватывания и сварки, зачистка швов после сварки, правка после промежуточной и окончательной термообра­ботки и разметка, сверление отверстий, зачистка по контуру и удале­ние заусениц после сверления, фрезерования и тому подобной обра­ботки деталей.

Сварочные работы: прихватывание и сварка при помощи га­зовой, электродуговой, атомно-водородной и электроточечной сварки.

С л е с а р н о — с б о р о ч н ы е р а б о т ы: прнгонка-сборка де­талей, ручное развертывание отверстий конусными и цилиндриче­скими развертками, установка болтов, конусных шпилек, шплинтова­ние и раскернивание, запрессовывание бронзовых втулок и шарико­подшипников, нарезание и пригонка резьб вручную, клепка при сборке, паяние мягкими и твердыми припоями.

Слесарные станочные работы: сверление отвер­стий по разметке и по кондукторам (переносным и стационарным), рассверливание и развертывание отверстий, нарезание резьбы, фрезе­рование деталей фрезами, удаление фасок и заусениц на станке.

Наконец, особо выделяют такие операции, как обдувание песком после сварки и термообработки и промежуточная и окончательная термообработка деталей.

ОСОБЕННОСТИ СЛЕСАРНЫХ РАБОТ В САМОЛЕТОСТРОЕНИИ

В самолетостроении слесарю приходится встречаться в основном с тонким листовым и трубчатым материалом, и слесарные работы тесно связаны со всеми видами сварки, каждый из которых имеет свои специфические особенности, определяющие сложность и объем слесарных работ.

Для изготовления узла средней сложности обычно требуется выпол­нить несколько слесарных и сварочных операций. После первой опе­рации сварки слесарь выправляет деталь, пригоняет к ней новые элементы и дает на прихватку сварщику. После второй операции сварки слесарь пригоняет элементы, предназначенные для третьей сварочной операции, и т. д., пока не будут закончены все слесарно­сварочные операции.

Кроме того, слесарные работы в самолетостроении тесно связаны с термической обработкой сварных деталей (подготовительной, про­межуточной и окончательной). Подготовительную термо­обработку производят перед гнутьем, штамповкой, профили­ровкой и тому подобной обработкой металла. Промежуточная термообработка сварных деталей применяется в тех случаях, когда необходимо выправить сложную сварную деталь, в особенности изготовленную из хромомолибденовой или хромансилевой стали. Слесарная обработка (правка, опиливание и пр.) деталей, изготовлен­ных из углеродистой стали, меньше зависит от промежуточных термо — обработок. Окончательную термообработку свар­ных деталей производят после окончания свар ки и правки, чтобы придать детали соответствующие высокие механические свойства.

При проектировании процессов слесарно-сварочных работ весьма важно иметь четкое представление о необходимости и возможности применения для изготовления данной детали вполне определенных методов слесарной обработки, методов сварки и термической обработки. Для этого все сварные детали, входящие в самолет, целесообразно раз­бить на четыре характерные группы:

1) мелкие крепежные малонагружеппые детали;

2) узлы, входящие в силовые конструкции;

3) сложные сварные силовые конструкции,

4) сложные сварные силовые агрегаты с герметическим швом.

К. мелким крепежным м а л о н а г р у ж е н и ы м де­талям относят: хомутики крепления шлангов, кронштейны креп­ления приборов, мелкие обоймы нервюр, узелки крепления нервюр к лонжеронам, узелки крепления стрингеров к шпангоутам фюзеляжа,

фланцы, уши, рычажки и т. п. (фиг. 115). Все эти детали — весьма небольших размеров, и их обычно изготовляют из малоуглеродистой стали толщиной 0,8—1,5 .и, и с отношением толщины элементов в сое­динениях в пределах 1 : 1 до 1 : 3.

В качестве термической обработки, как промежуточной так и окон­чательной, для этих деталей обычно применяют нормализацию.

Сварные узлы, входящие в силовые кон­струкции, охватывают все узлы, входящие в отдельные агре­гаты самолета и скрепляющие элементы агрегатов. Эта группа является наиболее разнообразной по конструкции и обширной по количеству деталей. В нее входят узлы моторамы, узлы центроплана, фюзеляжа, крыла и крупные узлы оперения (фиг. 116). Их изготовляют реже из малоуглеродистой стали, чаще же из легированных сталей — хро­моникелевой, хромомолибденовой и хромансилевой. зли силовых конструкций. трещины, поэтому жела­тельно, чтобы это соотно­шение не превышало 1:4.

Сложные сварные силовые конструкции представляют или крупные узлы и фермы, являющиеся составной частью агрегата, например, сварные лонжероны крыла, подкосы, рамы, нервюры центроплана, вилки шасси и т. п., или крупные сварные конструкции, являющиеся самостоятельным, вполне закон­ченным агрегатом, например, сварные моторамы, каркасы фюзеляжей и т. и. (фиг. 117 и 118).

Основной материал, употребляемый для сложных сварных кон­струкций, — трубы из хромомолибденовой или хромансилевой стали, реже из хромоникелевой, и в значительно меньшем количестве — ли­стовой материал того же сорта. Толщины основных элементов кон-

струкций редко выходят за пределы 1—5 мм, причем толщины труб­чатых элементов конструкций в большинстве сварных соединений имеют отношение порядка 1 : 2. Но в некоторых случаях, как например, сочетание толщин ушей и труб, это отношение доходит до 1 : 8. Боль­шая разница в толщине материала в сварных соединениях усложняет обработку конструкции и зачастую вызывает брак.

Сложные сварные силовые агрегаты с гер­метическим швом представляют собою немногочисленную группу, состоящую из таких деталей, как цилиндры масляных аморти­заторов шасси, сервонасосов подъема и спуска шасси и костыльной установки, или деталей, работаю­щих на внутреннее давление и на герметичность, например, всевоз­можные баллоны сжатого воздуха (фиг. 116).

Эта группа агрегатов по конст­рукции представляет в основном механически обработанные цилинд­ры со стенками толщиной от 4 до 8 мм до сварки и еще раз обраба­тываемые механически до оконча­тельных размеров после сварки и термообработки. К этим цилинд­рам приваривают головки (ци­линдры масляного амортизатора шасси, баллоны для воздуха) или вваривают штуцеры (цилиндры насосов подъема и спуска шасси и костыля). Такие детали обычно изготовляют из хромомолибденовой, хромансилевой или хромони­келевой стали, с соответствующей последующей термообработкой.

Некоторые баллоны изготовляют также из листовой стали, как углеродистой, так и легированной. Кроме вварки штуцеров, в
данном случае сваривают продольные и поперечные швы самого баллона.

Соотношение толщин в соединениях под сварку агрегатов этой группы разнообразно: от 1 : 1 до 1 : 4.

В самолетостроении особенное значение имеет точное соблюдение режимов сварки и техника сварочного процесса, так как с уменьше-. иием толщины материала и с применением легированных сталей от качества сварки все больше и больше зависит прочность сварной де­тали. Сварочные работы в самолетостроении зависят также и от ка­чества слесарных работ. Неравномерные и увеличенные зазоры и фаски в соединении и механические повреждения элементов детали вызы­вают не только дефекты, но и брак изделий. Наконец, особенность сварочных работ в самолетостроении заключается в тесной увязке их с термической обработкой сварных деталей. Так, изотермически отожженные элементы детали из легированной стали дают наилуч­шие показатели при сварке и правке. Подготовительная и промежу­точная термообработка сварных деталей, следовательно, имеет непо­средственное отношение не только к слесарно-механической обра­ботке, но и к сварочному процессу.

МАТЕРИАЛЫ

Применяемые при слесарно-сварочных работах материалы под­разделяют на основные и подсобные. К основным относят все мате­риалы, употребляемые непосредственно для изготовления деталей и частей самолета, а к подсобным— материалы, необходимые для изго­товления деталей и частей самолета, но не входящие в его конструк­цию, например, керосин, бензин, тавот, ацетилен, карбид, кислород (для газовой сварки) и пр.

Рассмотрим некоторые технологические особенности наиболее рас­пространенных основных материалов, применяемых для изготовления сварных деталей и агрегатов самолета. Преобладающее количество сварных деталей (узлов) изготовляют из малоуглеродистой и легиро­ванных (хромомолибденовой, хромансилевой. марганцовистой и не­ржавеющей) сталей.

Малоуглеродистая сталь марки 20А в виде листов, труб и прутков поступает с заводов-поставщиков в отожженном или нормализованном состоянии и обладает в последнем случае времен­ным сопротивлением разрыву 40—55 кг/мм2 при удлинении не менее 20%. В отожженном и в нормализованном состоянии (в состоянии поставки) заготовки из этой стали можно свободно гнуть и править в холодном виде. Это свойство углеродистой стали упрощает подго­товительные слесарные операции: гибку ребер, патрубков, обваль — цовку яблочков у труб подкосов и другие работы, так как не тре­буется специальной термообработки, а в некоторых случаях, при изготовлении деталей несложной конструкции, позволяет применять выправку непосредственно после сварки. Основную массу свар­ных деталей из углеродистой стали перед правкой надо терми­чески обрабатывать. Готовую сварную деталь из малоуглеро — диетой стали подвергают термической обработке — норма л и — з а ц и и. Термической обработкой в данном случае преследу­ется цель структурного выравнивания переходных зон элемен­тов детали, что бесспорно улучшает качество детали. Однако за­метного повышения сопротивления разрыву для малоуглеродистой стали термическая обработка, как известно, не дает. Поэтому слож­ные конструкции и пространственные фермы, изготовляемые из труб и листов углеродистой стали, обычно термически не обрабатывают во избежание коробления при термообработке.

Поводку изделия при сварке можно свести к минимуму путем со­ответствующей подготовки детали к сварке, техникой сварки и пред­варительной термообработкой всех входящих в сложную конструкцию элементов. В общем случае необходимо, чтобы все элементы детали (конструкции) перед сваркой были одинаково нормализованы, при­гнаны с одинаковыми зазорами по всей длине швов и чтобы сварка • производилась в строго определенной последовательности.

При правильном ведении сварки малоуглеродистой стали детали получаются без трещин. Это объясняется отчасти и тем. что применяе­мая в авиации малоуглеродистая сталь практически не закаливается при сварке, поэтому в ней почти не возникает структурных напряже­ний. которые, суммируясь с усадочными и тепловыми напряжениями, способствуют разрушению сварного соединения. Трещины могут возникнуть при неправильном ведении сварки.

В качестве присадочного материала при сварке деталей из мало­углеродистой стали применяют малоуглеродистую, с содержанием углерода не более 0,10%, проволоку. Для ацетилено-кислородной и атомноводородной сварки проволоку употребляют в виде мотков, а для электродуговой сварки—в виде прутков, предварительно об­мазанных соответствующей обмазкой.

Марганцовистая сталь за последние годы находит все бопьшее распространение как за границей, так и в отечественном самолетостроении. Отечественная марганцовистая сталь имеется двух марок— 12Г1А и 12Г2А. Сталь марки 12ПА по механическим свой­ствам несколько лучше малоуглеродистой стали. Сопротивление раз­рыву листов и труб в отожженном состоянии 40—50 кг! мм2 при удли­нении 25—22%, в нормализованном состоянии 40—55 кг/мм2 при удли­нении 22%.

Благодаря повышенным механическим свойствам, хорошей сва­риваемости и отсутствию трещин при сварке, марганцовистая сталь марки 12Г1А вытесняет малоуглеродистую сталь 20А.

Механические свойства марганцовистой стали марки 12Г2А сле­дующие: листы и трубы в отожженном состоянии обладают сопротив­лением разрыву 50—05 кг! мм2 при удлинении не менее 20% и в нор­мализованном состоянии 70—90 кг! мм2 при удлинении не менее 11%. Применяется эта сталь для изготовления узлов и конструкций повы­шенной прочности, работающих при вибрационных нагрузках.

При изготовлении сварных деталей из марганцовистой стали под­готовительные и выправочные операции выполняются в том же

порядке, что и при изготовлении деталей из малоуглеродистой стали. Сварка деталей из марганцовистой стали не представляет никаких трудностей для сварщика, сваривавшего малоуглеродистую сталь.

Отсутствие трещин при сварке деталей из марганцовистой стали объясняется тем, что эта сталь не закаливается в процессе сварки. Некоторая склонность марганцовистой стали к перегреву не сказы­вается отрицательно на качестве сварки. Последующая термообра­ботка вполне исправляет крупнозернистую структуру металла пере­ходной зоны сварного соединения.

Готовая сварная деталь из марганцовистой стали подвергается окончательной термообработке — нормализации. Закалка с отпуском деталей из этой стали не рекомендуется вследствие наличия в струк­туре закаленного металла свободного феррита, что сильно снижает с 011 р от ив ля ем ост ь уста л ост и.

В качестве присадочного материала при сварке деталей из марган­цовистой стали применяется малоуглеродистая проволока марки 10А и реже—марганцовистая проволока того же химического состава, что и основной металл.

Хромомолибденовая сталь в самолетостроении имеет довольно широкое применение. Сталь марки ЗОХМА с успехом при­меняют для изготовления высоконагруженных сварных узлов и кон­струкций самолета. Эта сталь поступает с заводов-поставщиков в виде листов, прутков, труб, профилей и проволоки в отожженном, норма­лизованном и закаленном (трубы) состоянии. Механические свойства этой стали, в зависимости от термообработки, следующие. Листы и трубы в отожженном состоянии имеют временное сопротивление раз­рыву 45—65 кг [мм* и удлинение не менее 16%. После нормализации сопротивление разрыву повышается до 70—90 кг/мм- и удлинение па­дает до 11%. После закалки (в зависимости от температуры отпуска) временное сопротивление разрыву доходит до 100—130 кг/мм- при удлинении 10—5%.

Хромомолибденовая сталь дает возможность получать детали с высокими механическими свойствами, но требует тщательной обра­ботки как при подготовительных слесарных операциях, так и при сварке. Загибание, отбортовку, обвальцовку и правку можно произво­дить только после изотермического отжига деталей, иначе обработка деталей потребует в несколько раз больше времени, кроме того, в ме­стах загибов, отбортовки, обвальцовки могут появиться трещины.

Пригонять элементы детали перед сваркой нужно особо тщательно: зазоры и фаски должны быть одинаковы по длине шва.

Сложные детали — узлы, требующие нескольких последователь­ных сварочных операций (в зависимости от их сложности), перед каж­дой правкой и пригонкой новых элементов необходимо подвергать изотермическому или низкому отжигу. Только после этого деталь можно править, пригонять новые элементы, прихватывать и привари­вать их. Готовую сварную деталь средней сложности после послед­ней сварочной операции обязательно надо подвергать изотермическому или низкому отжигу, после чего ее правят, а затем окончательно

закаливают и отпускают для придания ей требуемых механических

свойств.

Закаленную деталь также правят, так как при окончательной термообработке она все же коробится. Легкость или трудность правки будет зависеть от крепости детали после термической обработки, слож­ности ее конструкции и величины коробления. При правке закален­ных деталей необходимо принимать большие предосторожности. Не­аккуратная правка вызывает разрушение основного металла в приле­жащей к шву зоне. В особенности это относится к сложным ферменным сварным конструкциям, изготовляемым из трубчатой и листовой хромо­молибденовой стали и подвергающимся термообработке.

Сварка деталей из хромомолибденовой стали представляет ряд трудностей, обусловливаемых особенностями этой стали. Хромомо — либденовая сталь относится к перлитовому классу сталей и поэтому должна хорошо свариваться. Однако, при резком охлаждении огра­ниченного участка металла с высоких сварочных температур, даже небольшое содержание специальных элементов и углерода создает возможность образования в металле переходной зоны смешанной, мартенситовой и перлито-ферритовой структуры. Внутренние напря­жения, вызываемые перекристаллизацией свариваемого металла, тепловыми явлениями и явлениями усадки, в сочетании с хрупко­стью мартенситовой структуры создают благоприятные условия для появления трещин. Поэтому при сварке хромомолибденовых де­талей и конструкций уделяют особое внимание сборке и сварке и применяют подогрев деталей перед сваркой и после нее, если соединяют элементы, сильно разнящиеся по толщине.

В качестве присадочного материала при всех методах сварки де­талей из хромомолибденовой стали применяют малоуглеродистую (марки 10А) и хромомолибденовую проволоку. Малоуглеродистую проволоку обычно применяют для сварки деталей, закаливаемых на крепость не выше 90 кг/мм- хромомолибденовую — для сварки де­талей, закаливаемых на крепость свыше 90 кг;мм-. Практика сварки хромомолибденовых деталей с применением малоуглеродистой при­садочной проволоки показала, однако, возможность применения. мало­углеродистой проволоки и для высоконагруженных узлов. Сварной металл, образующийся из расплавленных кромок основного металла и металла малоуглеродистой проволоки, является легированным спла­вом и при термообработке принимает закалку. С учетом усиления и закалки сварочные швы, выполненные с применением малоуглеро­дистой присадочной проволоки, показывают удовлетворительную прочность.

Хромомарганцевокремнистая сталь (хроман­силь) марки ЗОХМА по своим механическим свойствам не уступает хромомолибденовой стали. В отожженном состоянии (листы,’ трубы) она обладает сопротивлением разрыву 50—75 кг/мм2 при относи­тельном удлинении 18—16%. В нормализованном состоянии листы и трубы имеют сопротивление разрыву 70—95 кг/мм2 и удлине­ние 12—10%, в закаленном состоянии сопротивление разрыву 80—150 кг/мм2 и удлинение 12—7%. Хромансиль поступает с за — водов-поставщиков в виде листов, труб, прутков и профилей в отож­женном, нормализованном и закаленном (трубы) состоянии.

Подготовка к сварке и правка деталей из хромансиля произво­дится аналогично таковым на деталях из хромомолибденовой стали, но хромансиль обрабатывается значительно легче, чем хромомолиб­деновая сталь. Так, хромансиль, обладающий после термической обра­ботки сопротивлением 130—140 кг/мм2, легко поддается обработке при. обычных режимах резания, причем вязкость его значительно больше, чем у хромомолибденовой стали.

Сварка деталей из хромансиля несколько сложнее, чем из хромо­молибденовой стали. Большое содержание кремния создает сущест­венные трудности для сварки. При ацетилено-кислородной и атомно­водородной сварке кремний, выделяющийся на поверхности расплав­ленного металла в виде тугоплавкой шлаковой пленки, затрудняет наблюдение за проваром соединения. Вследствие этого легко полу­чается непровар. Кроме того, хромансиль более чувствителен к изме­нениям температуры.

В качестве присадочного материала при всех методах сварки деталей из хромансилевой стали применяют малоуглеродистую про­волоку марки ЮА. Применение присадочной проволоки того же хи­мического состава, что и основной металл, нецелесообразно. При­менение. малоуглеродистой проволоки значительно уменьшает выде­ление на поверхности расплавленного металла шлаков и следова­тельно облегчает ацетилено-кислородную и атомноводородную сварку хромансилевых деталей.

Нержавеющие, аустенитные, х р о м о и и к е л е- в ы е стали получили широкое применение в самолетостроении благодаря высоким антикоррозийным свойствам, зависящим от при­сутствия в них хрома. Наиболее распространена марка 18-8 с сопро­тивлением разрыву 56—63 кг і мм-2 и удлинением 50—60% и марки ЭЯ2 с сопротивлением разрыву, в зависимости от характера обра­ботки, 60—120 кг [мм2 и удлинением 45—10%. С заводов-поставщи — ков нержавеющая сталь этих марок поступает в виде лент шириной 2С0—400 мм и длиной от 4 до 35 м, свернутых в рулоны. Ленты изго­товляют толщиной от 0,1 мм и выше. Допуски по толщине лент дают только минусовые, т. е. в сторону уменьшения толщины. Для толщин от 0,1 до 0,45 мм он равен 0,04 мм, для толщин от 0,5 до 1,2 мм — 0,06 мм, для толщин свыше 1,2 мм — 0,1 мм. Допуски, однородность механических свойств, чистота поверхности лент имеют весьма су­щественное значение при изготовлении из лепт профилей. Для дета­лей, свариваемых газовой сваркой, нержавеющую сталь марок 18-8 и ЭЯ2 не употребляют вследствие выпадения под действием сварочной температуры карбидов хрома по границам зерен и, следовательно, подверженности металла переходных зон межкристаллитной корро­зии. Поэтому для сварки деталей из нержавеющей стали этих марок применяют электроконтактную точечную и роликовую сварку.

Нержавеющая, аустенитная, хромоникелевая сталь используется и как жароупорная сталь. Сопротивляемость этой стали высоким температурам и коррозии достигается присадкой титана.

Нержавеющую (жароупорную) сталь применяют для изготовления отдельных деталей самолета, работающих при высоких температурах, например, коллекторов и раструбов выхлопа газов. Эта сталь марки ЭЯ1Г поступает с заводов-поставщиков в виде листов и лент и имеет в состоянии поставки сопротивление разрыву не менее 54 кг/мм2 и относительное удлинение 45%. Сравнительно низкие механические свойства и повышенная пластичность нержавеющей жароупорной стали позволяют вести обработку деталей обычным инструментом, а также производить штамповку-вытяжку заготовок из стали в состоя­нии поставки.

Сталь марки ЭЯ 1Т хорошо поддается ацетилено-кислородной сварке. Сваренные детали легко выправляют, причем промежуточной и окон­чательной термообработки не применяют.

Для сварки деталей из нержавеющей жароупорной стали марки ЭЯ1Т применяют специальную проволоку с несколько заниженным содержанием углерода и повышенным содержанием титана, по срав­нению с основным материалам — сталыо марки ЭЯ1Т.

Алюминиевые сплав ы, широко применяемые в само­летостроении для изготовления баков под бензин, воду и масло, пред­ставляют собой или алюминиево-марганцовистый сплав АМцилиалгс — мин. езо-магниевьй сплав АМг.

Эти сплавы поступают с заводов-поставщиков в виде листов, прутков и проволоки, причем листовой материал поставляют в отожженном (АМцМ и АМгМ) и полунагартованном (АМцП и АМгП) состоянии. Механические свойства листового материала приведены в табл. 27.

Сплавы АМц и АМг не принимают закалки, хорошо поддаются загибке, выколотке и штамповке. Для устранения нагартовки и смягчения материала после его

основного материала. При сварке баков из сплава АМц в качестве присадочного материала широко применяют проволоку из сплава АК, содержащего 4,5—5,5% кремния, остальное алюминий. Этот сплав отличается высокой устойчивостью против коррозии, легко плавится и хорошо заполняет пространство между кромками и может быть использован при сварке других алюминиевых сплавов. При сварке баков из сплава АМг в качестве присадочного материала применяют проволоку АМг, т. е. одинакового с основным матер,-алом состава, а также проволоку сплава АК.

Роль и место слесарных работ в промышленности — КиберПедия

Важнейшая роль металлообработки в аэрокосмической и оборонной промышленности

Аэрокосмическая и оборонная промышленность нуждаются в огромном количестве разнообразных деталей, большинство из которых должны соответствовать строгим нормам и правилам. Детали, используемые в этих чувствительных, ориентированных на безопасность секторах, требуют:

• Квалифицированный инжиниринг — Компоненты должны быть разработаны с учетом явных и уникальных вариантов использования
• Оптимальная технологичность — Детали должны изготавливаться просто и эффективно
• Высокая точность — Детали должны соответствовать чрезвычайно жестким допускам и требованиям к качеству

Услуги по металлообработке

Для удовлетворения этих требований оборонной промышленности производители используют ряд процессов металлообработки для производства своих компонентов; металлическое прядение, гидроформинг и сварка являются одними из самых популярных методов.

Прядение металла

Прядение металла, иногда называемое формованием вращением, представляет собой процесс формовки металла, при котором к вращающемуся металлическому диску прикладывается давление, формируя его вокруг инструмента. Металлопрядение особенно хорошо подходит для изготовления деталей с уникальными кривыми или канавками, таких как конусы, цилиндры и параболы, и может выполняться как в горячем, так и в холодном состоянии, в зависимости от конкретного прядильного материала.

Лучше всего работает с пластичными металлами, такими как алюминий, латунь, углеродистая сталь, медь, инконель, нержавеющая сталь и титан. Металлопрядение также требует меньше сырья и создает меньше отходов, чем многие другие методы обработки металлов давлением.

Гидроформинг

Гидроформинг, процесс глубокой вытяжки, при котором для придания формы металлу используется вода под очень высоким давлением, до 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Как и прядение металлов, гидроформовка листа идеально подходит для больших тиражей; в отличие от металлического прядения, гидроформинг позволяет обрабатывать очень тонкий металлический лист и сохраняет первоначальную металлическую отделку.

Этот процесс обеспечивает высокую степень точности даже при производстве крупных деталей — это особенно важно для оборонных предприятий. Точно так же аэрокосмическая гидроформовка особенно хорошо подходит для корпусов и крышек, изготовленных из специальных материалов, таких как никель.

Сварка

Один из старейших процессов металлообработки, используемый до сих пор, сварка остается высокоэффективным способом соединения металлических деталей. При выполнении высококвалифицированными мастерами или на современном автоматизированном оборудовании сварка может легко соответствовать строгим стандартам, предъявляемым в аэрокосмической и оборонной промышленности. Сварка в аэрокосмической и оборонной промышленности выполняется одним из четырех способов.

Сварка металлическим электродом в среде инертного газа (MIG), также известная как дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW), представляет собой метод сварки, при котором электрическая дуга образуется между расходуемой электродной проволокой и заготовкой: электрод плавится в точке дуги, нанесение расплавленного металла на детали. Затем металл затвердевает, соединяя заготовки вместе.

Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), также известная как дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), использует неплавящийся электрод из вольфрама. Как и при сварке MIG, создается электрическая дуга, но вместо расплавления электрода на заготовки сами заготовки нагреваются и расплавляются вдоль соединения, сплавляясь вместе по мере затвердевания.

Пайка, используемая почти исключительно в электронике и других деликатных приложениях, использует тепло вместо электрической дуги для плавления соединяемого материала в заготовки.

Наконец, автоматизированная шовная сварка относится к сварке MIG или TIG, которая выполняется автоматическим сварочным аппаратом. Автоматическая шовная сварка, распространенный тип аэрокосмической сварки, позволяет производить высококачественные соединения в больших объемах.

Подробнее 

Работая с такими материалами, как титан, нержавеющая сталь 321 и алюминий 7075, 5052 и 6061, компания Helander уже более 80 лет предлагает лучшие в отрасли услуги по металлообработке. Мы гордимся тем, что предлагаем широкий спектр услуг по формованию, гидроформовке и сварке металлов, что позволяет клиентам легко выполнять строгие производственные, инженерные и точные требования аэрокосмической и оборонной промышленности.

Чтобы узнать, как компания Helander использует методы бережливого производства для оптимизации процессов и обеспечения качества производства, ознакомьтесь с нашей последней электронной книгой. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить, как команда Helander может помочь вам с вашим следующим аэрокосмическим или оборонным проектом.

Важность использования правильных материалов в производстве самолетов

Авиастроительная промышленность очень требовательна к новым разработкам и контролю качества. Его аэрокосмическое оборудование, компоненты, детали и конструкции должны соответствовать самым высоким стандартам, в результате чего они становятся еще более сложными, чем раньше. Это увеличение сложности делает чрезвычайно важным, чтобы производители использовали только эти материалы, чтобы идти в ногу с инновационными и новыми технологиями и помогать продвигать аэрокосмический сектор в будущее.

Значение выбора правильных материалов

Правильный выбор материалов для аэрокосмической промышленности дает множество преимуществ, в том числе позволяет производить легкие детали. Крайне важно выбрать правильные металлические сплавы и материалы для деталей и компонентов самолетов, чтобы обеспечить их высокую производительность в любое время, прочность и устойчивость к экстремальным температурам. Кроме того, для обеспечения устойчивости к усталости эти материалы должны быть надежными и иметь длительный срок службы.

Ключевой частью любого самолета являются его крылья. Таким образом, требования к их конструкции включают в себя высокие эксплуатационные характеристики, которые могут быть обеспечены только за счет использования высококачественных металлов с высокой усталостной прочностью, высоким пределом текучести при сжатии и вязкостью разрушения. Правильное знание и правильное понимание характеристик конструкционных металлов важны для успешного строительства самолета и его компонентов. Использование некачественных металлов или отклонение от проектных спецификаций может привести как к потере драгоценных жизней, так и к потере материалов.

Изменение спроса на материалы

В течение многих лет аэрокосмическая промышленность преимущественно использовала алюминий для производства самолетов, поскольку он был легкодоступен, дешев и легок. Это был основной компонент с составом 70%, в то время как другие новые материалы использовались только в небольших количествах. К ним относятся графит, титан и стекловолокно в количествах от 3 до 7%.

Однако сейчас доля алюминия, используемого в авиастроении, упала до 20%. Хотя алюминий и не был полностью отвергнут, в настоящее время его быстро заменили новые и долговечные альтернативы. Государственный университет Северной Каролины исследует возможность замены композитной металлической пены на основе CMF или композитного металла, поскольку она намного прочнее, долговечнее и легче, чем алюминий.

Армированные углеродным волокном полимеры или углепластики используются для производства легких и эстетичных интерьеров и панелей. Для долговечности и лучшей прочности становятся популярными сотовые конструкции. Кроме того, в инженерных целях используются более легкие и жаропрочные материалы.

Важные факторы при выборе авиационных материалов

При выборе материалов для авиастроения необходимо учитывать следующие факторы, включая их прочность, плотность, ковкость и пластичность, эластичность и хрупкость, ударную вязкость и плавкость. В дополнение к этим факторам вам также необходимо проверить, обладает ли выбранный вами материал хорошей теплопроводностью, электропроводностью, горючестью и тепловым расширением. Кроме того, имейте в виду его устойчивость к усталости, стрессу, фактору эрозии и технологии скрытности.

Материалы, используемые для производства самолетов

Материалы, используемые в авиационной промышленности, включают черные металлы, такие как железо с содержанием углерода до 1%, сталь и ее сплавы, такие как 0,35% меди, 0,25% никеля, 0,20% хрома и 0,06 % молибдена. Также используются сплавы углерода, такие как углеродистая сталь с содержанием стали менее 2%, и другие элементы, такие как медь, никель и марганец.