最好的航空结构之一——焊接结构

陈球武

焊接技术在造船、起重机、车辆制造、桥梁、建筑、冶金设备、重型机械制造中获得广泛的应用，这是人们熟知的事实。特别是近年来曾不断的制出了全焊结构的万吨客货轮，全焊结构的桥梁骨架、建筑屋顶、冶金高炉、机车车辆等。苏联电渣焊的发现曾为当时苏联科学四大成就之一，获得1957年列宁科学奖金。可是焊接结构在近代航空器上的应用情况，并不为每个人所了解。

焊接结构在航空器上的应用情况究竟怎样呢？回答这一问题前，让我们举出这样几个统计数字：

由表中可以看出焊接结构工作量的比重是直线上升的。

据统计：苏联某种航空结构上具有150万个焊点、1000公尺长的滚焊焊缝和1500公尺长的熔焊焊缝。著名的图－104旅客机上的油箱，和承受飞机全重加近百人体重的飞机着陆装置等是全部采用焊接结构的。在一般的航空制造工厂中，装配——焊接车间都是全厂最主要的车间之一。在一些情况下，飞行器的复杂的结构和奇怪的外形除采用焊接结构之外别无他法。

如果更进一步研究，把范围缩小一些就会知道，近代的高空高速航空器如超音速喷气式飞机和发动机、远程火箭、导弹、原子能发动机等等都对制造方法提出了新的共同的要求——高度密封性，外形准确，表面光滑，耐高温高压，生产率大等等——这些要求在焊接发展的今天，几乎全都可以满足。因此近代的航空科学家和制造家们对焊接寄以很大希望，发生很大兴趣，被称为航空工业中先进制造方法是完全有根据的。

我们举出一些航空结构作为例子，就可更加具体了解焊接在航空工业中应用的情况了。

直升机常常被利用作为游览、救护的工具，因此特别要求轻便、灵活，有些直升机中几乎除动力装置外全部使用了焊接构架。这样一方面有效的利用了材料，同时也使制造简便，重量轻。

在一般低速教练机和农业用飞机的机身骨架和发动机架等重要部件都是用全焊结构。我们知道机身骨架承受了机翼和尾翼全部力量同时将各部分连成一个整体，而发动机架除承受发动机自身重量之外，还要把整个发动机的拉力和扭力传到机身上，因此机身骨架和发动机架都是第一类承力的重要结构。由于采用了全焊结构，不仅保证了足够的强度，而且能很好的满足尺寸的准确和外形的协调。

随着喷气技术的发展出现了各种类型的喷气式飞机和喷气式发动机。在喷气式发动机的连接中90%是用焊接的。在喷气式飞机上着陆装置、油箱、气瓶、气密座舱、炮架、座椅等重要部件上，广泛采用全焊接结构，有效的保证了密封性和强度，大大减少了重量。目前几乎无法用其他方法替代。

航空结构的特点之一就是要求外部形状准确，连接的尺寸能很好的配合一致。为了保证这一点，焊接结构通常在进行焊接之前采用了一系列专门的装配－焊接夹具，以便在焊接进行之前先将被焊零件位置装好、夹紧然后再焊。通过这些焊接夹具，严格的保证了尺寸和外形的准确。要使夹具能设计得既方便适用又可靠牢固，就要求从事焊接的工程技术人员具有熟练的业务知识和丰富的经验。

近年来，火箭、导弹、人造卫星、宇宙火箭的发展，激起了人们很大注意，把航空科学推向了一个新的时代。这些高速飞行器的正常工作往往严格的要求高度密封、完全避免外界的干扰(如电子射线温度剧变等)，同时要求内部各部分结构经常处于一定压力(有低压、有高压)、和一定温度下(有高温、有低温)才可以正常工作。如人造卫星中的科学仪器和试验动物，导弹中的导向装置，燃料的储存、燃烧和喷射都是要求一定工作条件的。由于焊接结构对这些具有它独特的优点，而且施工简便，重量轻，因此在火箭、导弹上得到了广泛的应用。

在有些远程火箭中，除远距离操纵的导向系统之外几乎100%的使用了焊接结构。苏联的科学技术博士、教授阿洛夫(A.A.AлoB)曾经说过：“人造卫星的纪元，就是焊接的纪元”，充分的说明了焊接科学的发展，对于航空制造技术的发展，具有何等重要的意义。

从以上的情况和统计数字中可以看出，近年来新式航空器的结构中越来越多的采用焊接结构，航空工业部门中越来越多的要求大量工程技术人员从事焊接科学的理论探讨和工艺的研究。在苏联、中国的航空工业高等院校中广泛设立焊接专业，就是为了迅速扩大焊接技术人员的队伍。这一客观形势的发展，如果真正研究了一下航空技术发展情况的话，就会知道这决不是偶然的。