Warum wird im Flugzeugbau mehr genietet als geschweißt?

01 Überblick über die Schweißtechnik

Es gibt ein in der modernen Fertigung hoch angesehenes Verfahren, das Schweißen, das dank seiner hohen Effizienz und guten Dichtungseigenschaften in der Luft- und Raumfahrtindustrie seine Reize zeigt, im Schiffbau eine wichtige Rolle spielt und im Automobilbau glänzt. Das Schweißverfahren wird aufgrund seiner hohen Effizienz und seiner guten Dichtungseigenschaften in vielen Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt und dem Automobilbau eingesetzt.

Wenn wir uns jedoch den Herstellungsprozess dieses speziellen Flugzeugbereichs ansehen, stellen wir fest, dass sich das Schweißen nicht durchgesetzt hat, und was ist der Grund dafür?

Vorteile des Schweißens

Vor dem Aufkommen neuer Flugzeuge wie der Boeing 787 und Airbus ist die Aluminiumlegierung das wichtigste Material für den modernen Flugzeugbau. Dieses Material ist leicht und haltbar, aber schlecht schweißbar, und die herkömmliche Schweißmethode führt zu einer Spannungskonzentration im geschweißten Bereich der Aluminiumlegierung, wodurch das Metall spröde wird und außerdem Defekte wie Sandlöcher, Blasen und Mikrorisse entstehen, die wiederum die Gesamtleistung der Struktur beeinträchtigen. Daher werden solche potenziellen Defekte im Flugzeugbau niemals toleriert.

Herausforderungen beim Schweißen

Darüber hinaus, mit der Boeing 787 und Airbus und andere neue Flugzeuge mit Composite-Materialien wie der Hauptteil des Designs, diese durch eine Vielzahl von Single-Material-Verbundwerkstoff aus dem speziellen Material, ist es schwieriger zu schweißen als Aluminium-Legierungen, was in den Herstellern fast vollständig aufgegeben das Schweißen.

Das Vorhandensein einer Flugzeughaut stellt eine Herausforderung für das Schweißen dar. Die Dicke dieser Haut beträgt in der Regel nur etwa 2 mm, und wegen ihrer geringen Dicke ist das Schweißen äußerst anspruchsvoll und für nicht spezialisierte Bediener schwer zu bewältigen, was wiederum der Massenproduktion von Flugzeugen nicht zuträglich ist.

Gleichzeitig ist die Haut aufgrund der Betriebseigenschaften des Flugzeugs während des Flugs bei hohen Geschwindigkeiten und in großen Höhen Zugkräften ausgesetzt. Die Vibrationen des Triebwerks und des Flugzeugs selbst können zusammen mit den ständig wechselnden Kräften während des Flugs zu Ermüdungsproblemen der Außenhaut führen. Daher ist das Schweißen bei der Herstellung von Flugzeugen mit vielen Problemen konfrontiert, wie z. B. schlechte Materialeigenschaften, komplizierte Technik und Schwierigkeiten bei der Bewältigung von Vibrationen und Ermüdung.

02� Vorteile des Nietens im Flugzeugbau

Spezielle Verfahren wie Rührreibschweißen und Laserschweißen stehen heute zur Verfügung, sind aber extrem aufwändig in der Umsetzung und schwierig in der Prozessstabilität. Niet- und Schraubverbindungen haben dagegen hervorragende schwingungs- und ermüdungsfeste Eigenschaften und sind durch die physische Präsenz der Verbindungslöcher von Natur aus resistent gegen Rissausbreitung.

Abstimmung der Materialeigenschaften auf das Nieten

Der Hauptgrund dafür ist, dass die für die Herstellung von Flugzeugen verwendeten Werkstoffe Aluminiumlegierungen zum Hauptmaterial im modernen Flugzeugbau gemacht haben, bis neue Flugzeuge wie die Boeing 787 und der Airbus auf den Markt kamen, die leicht und haltbar sind, aber relativ schlechte Schweißeigenschaften haben, so dass die Eigenschaften von Aluminiumlegierungen und modernen Verbundwerkstoffen das Nieten zu einer stabileren Methode der Verbindung gemacht haben.

Anpassung der Arbeitsmerkmale an das Nieten

Wenn ein Flugzeug mit hoher Geschwindigkeit in großer Höhe fliegt, ist die Haut Zugkräften ausgesetzt. Vibrationen des Triebwerks, Vibrationen des Flugzeugs selbst und die ständig wechselnden Kräfte während des Flugs können Ermüdungsprobleme in der Außenhaut verursachen. Nietverbindungen sind jedoch widerstandsfähiger gegen Zug, Vibration und Ermüdung.

Anpassung der Verwendungsmerkmale an Nietverbindungen

Zunächst einmal kann es bekannt sein, dass das Flugzeug hat seine spezifische Verwendung Anforderungen, die auch bei der Herstellung von Flugzeugen mit Nieten statt Schweißen der wichtigsten Inhalte. Die Lebensdauer des Flugzeugs in der Regel mehr als 20 Jahren zu erreichen, ist es mit einer Menge von komplexen und präzisen Instrumente im Inneren des Körpers ausgestattet, und in einem längeren Zeitraum des Betriebs, werden diese Instrumente durch eine Vielzahl von Gründen für unterschiedliche Grade von Verschleiß sein. Da Nieten gut für die Wartung und Inspektion ist, erfüllt es die Bedürfnisse des Flugzeugs für eine lange Zeit.

03 Schweissanwendungen in der Luft- und Raumfahrt

In der Luft- und Raumfahrt, Schweißen wegen der Geschwindigkeit und gute Abdichtung und andere Eigenschaften, so dass eine breite Palette von Anwendungen zu erhalten, vor allem in der Flugzeugbau, die Bedeutung des Schweißens ist mehr Bedeutung zu zeigen, im Hinblick auf die besondere Art der Arbeitsumgebung des Flugzeugs, die Abdichtung der erste Faktor zu berücksichtigen, in der Vakuum-Umgebung im Universum, die Reibung der Atmosphäre sowie die Übertragung von Schall haben sich In der Vakuumumgebung des Universums sind die Reibung der Atmosphäre und die Übertragung von Schall von geringer Bedeutung, so dass die schnellen und einfachen Eigenschaften des Schweißens voll genutzt werden können.

Vorteile der Luft- und Raumfahrtumgebung und des Schweißens

Hinzu kommt, dass die relativ kurze Lebensdauer von Raumfahrzeugen, von denen die meisten nach einigen Recyclingzyklen ausrangiert werden, bedeutet, dass der Lebensdauer und dem Ersatz von Originalteilen während des Herstellungsprozesses relativ wenig Beachtung geschenkt wird, was wiederum erklärt, warum das Schweißen in der Luft- und Raumfahrtindustrie die Verbindung der Wahl ist.

Beispielhafte Analysen-Mig-25

Auch bei der Herstellung von Flugzeugen ist das Schweißen eine wichtige Technik. So wurde z. B. das Kampfflugzeug Mikoyan MiG-25 vom sowjetischen Konstruktionsbüro Mikoyan gebaut, und sein Rumpf bestand aus rostfreiem Stahl, der durch Schweißen verbunden wurde. Dank dieser Konstruktion konnte die MiG-25 eine Höchstgeschwindigkeit von Mach 3 erreichen.