什么是钎接,它在航空上有什么用
1959-01-19邹僖
邹 僖
钎接作为一种不可分的连接金属的工艺方法,为人类使用已有几千年历史。但过去没有得到大的发展。为人所熟悉的往往只是“焊洋铁壶”,或者新式一点的是以电烙铁用熔锡来连接收音机中的导线。这些都只是最简单的一种钎接方法。但由它们可看出钎接的工艺特点——加熔化状态的钎料(其熔点比要连接零件金属的熔点低)到要连接零件的接头处,然后钎料冷凝结晶而把要连接的零件固连成一体。在此,零件本身是不熔化的,因而与焊接不同。此外,它使用的钎料是须加热熔化的金属或合金,而不是有机物液体胶,所以和胶接也不同。这些不同就形成了各种方法各自的优缺点。钎接以金属和合金为钎料,因之强度和耐热性能比胶接好;但钎料熔点比零件金属低,故这些性能就比焊接接头差。由于须加热熔化钎料,使用上就比胶接复杂,加热又会引起金属氧化,金属组织和性能变化,零件的变形,这都是不希望的,但其强烈程度比焊接要小。上述方法各有其优缺点,使它们各有自己的应用范围。
科学技术的发展引起了对钎接的需求。近年来进行了较多的研究,使用也日广。为了满足各种零件不同材料、不同工作条件的要求,出现了许多新的钎接方法,除烙铁钎接外,还广泛应用了气体火焰钎接,还原气氛炉中钎接,真空炉中钎接,电接触钎接,高频电流钎接,钎料或钎剂槽中钎接和超声波钎接等。钎料则除最常见的锡铅合金外,还使用了许多强度高、耐高温的钎料,如铜、黄铜、银铜合金、铝合金以及耐极高温度的镍基钎料等。
飞行器制造中日益广泛的使用了钎接。航空仪表和无线电设备,各种导线、膜盒、膜片、软管等,都广泛使用钎接作为永久连结的方法。钎接工作的劳动量约占全部装配工作的5%。飞行器速度的日益提高为满足刚度和受力的要求需要使用大厚度钣材,这就显著地增加了飞行器的重量。这当然是很不利的。为了解决这一问题,还大力研究并采用了金属蜂巢夹层结构。但胶接的蜂巢夹层结构由于不能耐高温,目前只能使用于温度250℃以下的结构上,难满足高速飞机特别是火箭、导弹的要求。应用焊接来制造蜂巢夹层结构曾进行过研究,但效果不好。最有效的能耐高温的连接方式是钎接。它保证了高的连接强度,而钎接处钎料所形成的平滑过渡,增加了连接面积,均衡了应力和使表皮更稳固;它能保证结构在高温时的强度,其蠕动性在任何温度下都比胶接好。因之它有效的用在不锈钢和钛合金蜂巢夹层结构的制造上。这种钎接结构材料在飞行器上应用的前途是非常广阔的。导弹和飞机上的锥形进气道、排气管、喷筒外套、机身、发动机短舱、机翼、尾翼、操纵面、散热或液冷结构和要求隔热的结构,如防冰前缘、气冷式涡轮叶片、防火墙、燃料箱、滑油箱等均可使用这种连结方法。据报道,有一种四发动机的重型喷气轰炸机,其整个表面积的15%是用不锈钢蜂巢夹层钣制成的。而这种构造材料的连结,就采用了钎接的方法。在发动机的制造上钎接使用也日益广泛。喷气发动机涡轮叶片的制造,涡轮盘和叶片的连接,导向叶片和壳体的连接都使用了钎接。在外国也利用钎接来制造液体火箭发动机的燃烧室,它是供燃料在其中燃烧,高速喷出而获得推力的重要部件。它在高温高压下工作,必须设法对它进行冷却。目前有利用细管拼凑成燃烧室外形,然后以钎接连接的燃烧室。在它的细管中就可以通入液体作冷却之用。至于钎接在飞行器次要结构上的使用,情况相似,不拟多谈。
由于钎接只是在最近数十年才被人注意和研究,不论在理论上或技术上都存在许多问题尚未解决。而人类宇宙飞行时代的到来,向飞行器提出了更多更高的要求,钎接也面临着更多需要解决的任务。它的发展前途是极其广阔的,然而却还是一块初垦的沃土,正有待于愿为祖国航空事业献身的青年人来耕耘和收获。