時間:2023-07-27 16:22:48
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇航空航天標準,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
航空航天行業信息化是指航空航天行業在生產和經營、管理和決策、研究和開發、市場和銷售等各方面廣泛應用現代信息技術,建立現代企業信息系統,從而不斷提高生產、經營、管理、決策及研究開發方面的能力、水平和效率,最終提高我國航空航天行業的核心競爭力。
近年來,我國航空航天企業信息化建設取得顯著成效,已經廣泛應用在產品設計、制造、管理的各個環節,諸如CAD,CAPP,CAM,CAE,PDM,PLM和ERP等單項技術與系統的應用比較普及,產品研制周期明顯縮短,設計制造質量顯著提高。
1 航空航天行業的信息化建設內容與作用
航空航天行業方面信息化建設主要包括企業總體的信息管理、研制與制造的協同及產品研制能力的提升3部分。
1.1 企業總體的信息管理
企業資源計劃(Enterprise Resource Planning,ERP)系統,是指建立在信息技術基礎上,以系統化的管理思想為企業決策層及員工提供決策運行手段的管理平臺。在航空航天企業中,由于需要涉及整體調動和資源整合很多,ERP作為對企業資源進行有效共享和利用的系統,可以使航空航天行業達到整體的資源規劃統一。
1.2 研制與制造的協同
在航空航天行業,信息化主要為科研生產服務。該行業的重大工程是1個多學科綜合、多專業集成、多個子系統集成和多單位跨地域協同的龐大系統工程;其復雜性、研制周期以及研制過程中各種因素的不確定性,需要采取信息化手段進行約束;其設計與制造中涉及大量的信息系統,并且需要在嚴格的流程管理控制下實現這些信息系統之間的交互和協作,以支持并行的協同設計和制造。設計研制過程中會涉及到成百上千個子系統、多種BOM表和多種變更管理。航空航天產品研制生產數據分散存放在各承擔單位,大多數分系統和單機的研制生產數據沒有實現集中存放和統一管理,上下游間難以保證數據的一致性和數據的有效重用。同時,近年來航天企業的研制與生產并重,設計與制造間的協同需求也很迫切。如此眾多的系統、流程以及異構的數據協同實現集成需要1個統一的管理平臺和集成環境。
航空航天行業又與其他行業不同,對質量管理、產品可靠性的要求非常嚴格,每個零部件要能追溯生產制造源頭。
PDM主要針對的是產品數據管理。它以軟件技術為基礎,以產品為核心,實現對產品相關的數值處理過程、資源一體化的集成管理技術。PLM則指產品生命周期管理,作為全局信息的集成框架,可有效實現資源集成和協同研發生產及精益化管理。所謂集成框架,即在異構分布式計算機環境中能使企業內各類應用實現信息集成、功能集成和過程集成的軟件系統。PDM和PLM可為航空航天產品的研制和制造創造協同工作環境。基于信息化協同工作環境,設計人員可以跨越空間的限制,利用計算機通信網絡等技術實現資源共享,完成異地協同設計與協同制造。
重點需要實現下列兩個方面的集成:(1)PDM,PLM與CAD/CAPP/CAM的集成;(2)PDM,PLM與ERP的集成。ERP與PDM,PLM的互通,可以最大限度地共享企業全部信息系統。將PDM和PLM技術引入航空航天企業的研制和生產過程中,對改進現有技術和管理流程有非常重大的意義,能在一定程度上解決航空航天企業在研制過程中信息與流程的集成與管理及協同。
1.3 實現航空航天產品的三維全數字化定義設計與制造集成,提升產品研制能力
CAD,CAPP,CAM及CAE主要針對航空航天產品的研發及制造過程的信息化,在產品設計和制造加工的集成上提升產品的研制能力。從技術角度看,航空航天產品的研制過程涵蓋現代科技的諸多領域,如機械、材料、電子、力學、聲學、熱學和能源等;多學科多性能的要求致使各種CAE之間需要協同,而在CAE仿真后進行的優化也需要CAD與CAE之間實現協同。
在航空航天產品的研制技術方面(CAD和CAE),通過數字樣機的建立,可以實現部件或整機的虛擬裝配運動機構仿真、裝配干涉檢查、空間分析管路設計、氣動分析和強度分析等。總體而言,在航空航天產品研制中全面采用信息化技術,可實現三維數字化定義、三維數字化預裝配和并行工程,建立產品的數字樣機,取消全尺寸實物樣機,使工程設計水平和產品研制效率得到極大提高,大幅度降低干涉、配合安裝等問題帶來的設計更改。
CAPP與CAM則指航空航天產品的制造協同。CAPP包括工裝設計系統建立和工藝系統,在工裝分類和典型化基礎上,建立各自的工裝設計資源庫;開發基于工裝族和有工藝知識支持的專用輔助工裝設計系統,加強工裝標準化、組件化和系列化工作,顯著提高工裝設計效率;實現產品模型在工裝設計過程中的信息共享,提高工裝設計與產品設計的協同程度;進行基于三維模型的計算機柔性化組合夾具工裝研究,使工裝快速組合裝配,滿足型號不同研制階段和狀態的快速工藝準備需求。工藝方面,針對產品制造過程中的鑄造、數控加工、鈑金成型、焊接等關鍵工藝過程,利用CAE進行計算機模擬的研究與應用,實現工藝方案的評估及優化;最終實現工藝流程的優化。CAM方面,運用CAD進行制造過程的前期設計,利用CAE進行計算機模擬,實現CAM方式與過程的優化。
總之,設計人員通過CAD完成設計,由專門仿真人員利用CAE完成設計多性能之間的協同仿真優化,通過CAD得到最終設計;而后通過CAD,CAE與CAPP,CAM的協同完成航空航天產品制造的過程。同時,運用兩者之間的溝通,通過對航空航天產品的整體信息化建設,建立起CAD設計知識庫、CAE仿真知識庫、CAPP和CAM的制造工裝知識庫,使其成為航空航天企業在研發、制造方面的寶貴經驗財富。
2 航空航天行業的信息化建設目標
通過上述幾個部分的交互運用和協同,可以實現航空航天行業的管理、資源、設計、制造的全方位信息化工程,最終達到以下目標:
(1)實現信息的共享和傳遞速度,加強各地各部門之間的溝通與交流,提高工作效率;
(2)確保整體信息流的暢通,如產品各方面性能的仿真協同、設計協同等,有效開展工藝與設計的網上協同工作;
(3)提高總體設計能力,建立航空航天行業的設計知識庫、仿真知識庫和制造知識庫等;
(4)提高制造過程信息化應用水平,建立工藝管理平臺。實現制造過程計算機化,工藝流程管理及工藝信息與其他信息系統的集成,優化工藝和制造過程;
(5)建立產品設計、制造協同平臺;
(6)加強管理信息系統的集成和共享,形成基于網絡的、可視化的、高效的生產管理平臺。
作為大型制造企業,霍尼韋爾航空航天集團需要整合大量物流、信息流和資金流,其成功有賴于良好的供應鏈管理能力,具體體現在以下幾個方面。
以信息化為基礎的知識分享
在價值鏈分析的基礎上,霍尼韋爾航空航天集團梳理、精簡自身業務流程并建立了GDM,定義了各個業務之間的銜接關系。其中,采購、生產、分銷和訂單管理等運營核心流程全部交由統一的ERP 系統實現。統一的ERP系統能夠實現整個集團業務的可視化,比如供應商名單、全球庫存、生產流程、分校流程、訂單管理、維修管理、財務狀況等,提升集團管理效率。更重要的是,統一的ERP系統能夠實現集團信息存取共享,高效完成集團資源在全球的優化配置。野中郁次郎(Ikujiro Nonaka)指出,企業的競爭優勢來源于企業自身的知識儲備與知識分享。在霍尼韋爾航空航天集團當中,客戶主數據、供應商主數據、物料主數據都屬于公共主數據,在集團內部可以進行同步更新,員工可以實時了解自己所需的信息,優化決策與工作流程。
打破內部外部壁壘的流程
作為相關多元化的企業集團,霍尼韋爾航空航天集團必須在相關業務上實現協同效應,才能充分利用相關多元化的優勢。基于統一的ERP系統,相關業務各自的流程變得清晰,流程中互補、互聯的活動得以合并(比如新產品開發所需的全周期活動集中在PLM系統中);流程中相同的活動得到標準化(比如財務上實現會計科目的統一化),這便是所謂的“橫向協同化和縱向集中化”。以流程為中心的管理方式能夠打破企業內部不同部門間的壁壘,但更重要的是這種管理方式能夠實現與上下游企業的流程對接,打破企業間的壁壘,實現真正意義上的“供應鏈管理”,而這一切都以集團的知識共享為基礎。
橫縱向管理的供應鏈管理架構
為了在集團內部實現打破企業內外部壁壘的供應鏈管理,霍尼韋爾航空航天集團采用了矩陣式的供應鏈管理結構。比如IT部門不僅向業務主管部門匯報,同時也會向集團總部的的IT主管匯報。矩陣式的結構充分保證了集團內部信息的橫(相關業務之間)縱(單一業務之內)向的信息流通,強化了集團內部流程橫向協同化縱向集中化的整合。因此,“矩陣式的橫縱向管理組織架構為霍尼韋爾航空航天集團的全周期流程化運營提供了堅實的基礎。
大型制造業是指處于價值鏈高端和產業鏈核心環節,并決定著整個產業鏈綜合競爭力的關鍵設備的生產制造行業,具有技術密集、資金密集、附加值高、成長空間大、帶動作用強等突出特點,是我國工業產業升級轉型的方向。但應該看到,先進的大型制造業對供應鏈管理能力提出了更高的要求,霍尼韋爾航空航天集團的成功案例也許能夠對我國正處于升級轉型期的企業有所啟示。
關鍵詞:質量管理、航空企業、轉包生產、首件檢驗、自主放行、特種工藝、過程認證
轉包生產是指由對方企業發包(包,即工作包,包括需采購產品的品種、規格、數量、交貨期等),必要時提供設備、技術和培訓,由我方按對方企業圖紙、技術規范等要求制造,最后由對方企業接受產品的生產模式。隨著中國航空工業集團公司“兩融、三新、五化、萬億”大集團戰略的提出,為增強中國航空制造業的競爭優勢,滿足與國際接觸、市場相融的需求,中國的航空轉包業務不斷擴大,為了適應顧客以及市場的需要,本文重點敘述了國外航空企業(以下簡稱國外航企)在質量管理上對轉包生產的幾點應用。
一、國外航空企業質量管理體系AS9100的介紹
1、AS9100產生的背景
AS即Aerospace(航空),AS9100的名稱為《航空航天質量管理體系―要求》。AS9100是國際航天太空行業以ISO9001為基礎,增加航空航天產品在安全、可靠度及質量上的特殊要求,而專門制定的質量管理體系。
航空航天質量體系標準AS9100產生于1997年,1999年正式公布,2001修改為SAE 9100:2000版標準,2004年將SAE 9100:2000作為AS9100B出版,2009年1月SAE正式頒布了AS9100C版標。是美國航空質量集團(AAQG)根據ISO9000基本要求開發的針對航空航天領域相關產業的AS9100國際質量體系標準,并獲得國際航空航天質量協調組織 International Aerospace Quality Group (IAQG)的認可。在中國,國家國防科學技術工業委員會于2003年9月25號HB9100-2003,等同采用了AS9100標準要求,并于2003年12月1日開始實施。由于ISO9001:2008的,IAQG(國際航空航天質量協調組織)也對AS9100進行了調整,并于2009年1月了AS9100C版.
2、AS9100標準適用的企業
該標準適用于機場和航空公司的運作、飛行操作和貨物處理,以及航空設備、零配件產業和飛機維修產業,為世界各地的組織使用供方建立運用要求,以改進質量和安全,降低成本,是國際航空航天的供方市場準入的先決條件之一。波音(Boeing)、空客(Airbus)、通用航空(GEAE)、聯合技術公司(UTC)等公司均要求將該要求作為對其供應商的必須要求。從行來來分:可以是五金加工企業、電子零件制造商、塑膠加工企業、化工制造企業,只要為航空航天器提供零件制造的任何企業。
3、AS9100標準認證給企業帶來的效益
(1)獲得知名供應商名譽。認證后的企業,將在航空航天整個供應鏈中得到廣泛公認,將獲得更多的航空航天商機。
(2)提升商業競爭力。尤其是在明確要求認證作業采購供應先決條件的商業場合,通過AS9100成為企業進入航空航天領域的首準入證。
(3)樹立商業信用。按照全球認可的行業標準進行獨立的第三方驗證,提升企業信用度及客戶滿意度。
(4)增進顧客滿意。向客戶持續提供始終滿足的產品或服務。
(5)降低運營成本。標準采用過程管理的思路,重視過程控制,減少發生質量問題的可能性,在持續改進的基礎上大幅提高組織的運營效率,進而降低運營成本。
(6)提高風險管理能力。標準要求企業進行關聯的風險評價,增強產品的一致性或可追溯性,最大限度降低企業風險。
(7)符合法律法規。AS9100標準關注并要求企業嚴格遵守國際、國家及行業的法律法規,這必將提升企業法律法規的意識,并將法律法規的要求貫徹在企業的實際運營中。
二、國外航空企業在質量管理上對轉包生產的要求
1.首件檢驗
(1)首件檢驗的定義
首件檢驗是指對試生產的一件(或首批中的幾件)產品零部(組)件進行全面的過程和成品檢查,以確定條件是否能保證生產出符合設計和訂單要求的產品。是一個完整的、獨立的并文件化的物理的和功能的檢驗過程,用以驗證規定的生產方法可生產出工程圖樣、采購訂單、工程規范和其他適用的設計文件鎖規定的合格產品。
(2)首件檢驗所適用的范圍
對于以下情況需要進行首件檢驗:
(a)首次投產及賺點生產的首件。
(b)影響零(組)件的配合、外形或功能的設計更改。
(c)可能潛在的影響配合、外形或功能的制造源、過程、檢驗方法、制造場所、工裝或材料方面的更改。
(d)可能潛在的影響配合、外形或功能的制造貨源、過程、檢驗方法、制造場所、工裝或材料方面的更改。
(e)當發生自燃或人為的事件,造成了對生產流程的影響。
(f)產品生產間隔時間超過2年。
(g)顧客或技術規范有特殊要求時。
(3)首件檢驗的報告的構成
根據AS9102標準的要求,首件檢驗報告分為三個部分。第一部分是零(組)件編號明細表,如果該零件由多個單件組成,必須在第一部分中明確各單件的圖號及其對應的首件報告編號。第二部分是原材料、特殊過程及其試驗信息的表格,如果零件在加工中采用了特殊過程,必須在第二部分明確所有特殊過程的名稱、對應的規范、顧客批準的情況及其各個過程的合格證信息等。第三部分是特性的檢查、驗證和符合性評價,設計圖的每個特性應有唯一的特性編號,應驗證每個特性并記錄結果,包括驗證的結果、驗證的方法、驗證的頻率及其人員等。
2.授權供應商自主放行產品的資格
由于成本及其對供應商質量管理的需要,國外航企對供應商交付的產品不再進行入庫檢驗,而是要求供應商建立一套供應商自主放行的體現,國外航企在對該體系進行審核后進行供應商自主放行進行授權,授權后對供應商交付的產品施行免檢。如果供應商未取得自主放行資格,國外航企將會邀請第三方機構或客戶自己對將要交付顧客的產品在供應商處進行產品的放行,而供應商將支付很大一筆放行零件的費用,因此供應商必須取得自主放行的資格。
供應商質量驗收代表是由國外航企批準的在供應商處進行產品放行的供應商員工,供應商的質量驗收代表除具有檢驗員的相關要求外,還要具有英語的讀寫說及理解能力。在國外航企進行供應商的質量驗收代表授權前,必須參加相關的培訓并通過考試。在供應商進行自主放行產品后,供應商的質量驗收代表必須定期參加國外航企組織的再授權培訓,以便供應商的質量驗收代表能及時掌握其要求,通常是兩年一次。供應商的質量驗收代表在放行產品時,需對采購文件、圖紙、技術要求、生產記錄、特種工藝等與產品有關的要求進行驗證。國外航企會對供應商的質量驗收代表在履行職責后每年進行一次審核,以確認其工作的有效性和準確性。
3.特種工藝及其無損檢測的批準
在特種工藝及無損檢測方面,供應商往往在接到國外航企的訂單前,國外航企就會對供應商的特種工藝及無損檢測進行審核,審核的內容涉及到人員的資質、操作指導說明書、設備及輔料的管理等,一些國外航企還要求供應商的實驗室獲得認可,像GE公司要求供應商必須經過S400的認可。審核完成后,國外航企會發出一些整改通知并在供應商整改完成后發一份認可報告告知供應商其特種工藝和或無損檢測已得到客戶批準,可加工該客戶的產品。批準報告的內容有批準的有效期、特種工藝的名稱及使用的規范等,批準的有效期一般為1年到3年不等,過了有效期還必須批準。
關鍵詞:新材料 復合化 航空飛機 優勢
中圖分類號:V257 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)10(c)-0004-02
與鋁合金結構、鋼結構材料等傳統材料相比,先進性復合材料在綜合性能上更具優勢,其用量成為了代表著航空航天先進性的一個標志,占據著重要的地位。我國若要在競爭激烈的世界市場中站穩腳跟并且不斷向前發展,就要對先進性復合材料這一被全球強國重視的核心技術進行深入研究與重點發展。
1 先進復合材料的基本定義
先進復合材料,簡稱ACM,即是在進行主承力結構與次承力結構等加工過程中,可以運用的剛度性能以及強度性能≥鋁合金等傳統材料的一種復合材料,不但在質量的輕度上占據優勢,其比強度、比模量都更加高,還具有抗腐蝕、耐高溫與低溫、減震隔音及隔熱的良好性能,并且具有較佳的延展性,如今被大量地推廣應用在建筑行業、機械制造行業、醫學行業以及航空航天行業等領域中[1]。
2 先M復合材料的特點
作為當今時代的主導材料,復合材料有著以下一些特點:首先是可設計性與各向異性,根據構件的使用要求與環境條件,可以在設計環節進行合理的組分材料選擇、材料匹配,并且通過界面控制盡可能地滿足預期要求,達到工程結構所需性能的標準要求。傳統材料的運用上常見的材料冗余問題也可以很好地避免,實現材料結構的效能最大化。其次,復合材料的構件和材料一起形成,提高了結構的整體性能,無需過多的零部件,實現了加工周期的縮短與成本的減少。然后,復合材料在其復合效應下形成新性能,并不存在單一材料或幾種材料簡單混合的性能缺陷問題。
再者,復合材料能產生很多功能,比如吸波和透波、防熱和導電、透析和阻燃等等一系列功能,在結合其他先進技術的基礎上,形成一種新復合材料,比如納米復合材料、生物復合材料和智能復合材料等。最后,需要注意的是,在復合材料的成形過程中,其組份材料會發生物理變化與化學變化,使得復合材料構件性能在很大程度上依賴其復合工藝,難以準確地對工藝參數進行適當的控制,以至于性能具有較大的分散性。
3 先進復合材料在航空航天領域的應用
3.1 先進復合材料在無人機領域的應用
現代戰爭理念的改變,使無人機倍受青睞。無人機除在情報、監視、偵察等信息化作戰中的特殊作用外,還能在突防、核戰、化學和生物武器戰爭中發揮有人軍機無法替代的作用。無人機的發展方向是飛行更高、更遠、更長,隱身性能更好,制造更加簡便快捷,成本更低等,其中關鍵技術之一就是大量采用復合材料,超輕超大復合材料結構技術是提高其續航能力、生存能力、可靠性和有效載荷能力的關鍵。
3.2 先進復合材料在民航客機的應用
復合材料在民機結構上的應用近年來取得較大進展。復合材料的優點不僅僅是質輕,而且給設計帶來創新,通過合理設計,還可提供諸如抗疲勞、抗振、耐腐蝕、耐久性和吸/透波等其他傳統材料無法實現的優異功能特性,增加未來發展的潛力和空間。尤其與鋁合金等傳統材料相比,復合材料可明顯減少使用維護要求,降低壽命周期成本,特別是當飛機進入老齡化階段后差別更明顯。同時,大部分復合材料飛機構件可以整體成型,大幅度減少零件數目和緊固件數目,從而減小結構質量,降低連接和裝配成本,并有效降低總成本。
3.3 先進復合材料在航空器領域的應用
功能材料在航天領域的應用更為廣泛,其中最重要的是返回式航天器的表面熱防護功能材料。中國材料研究學會學者唐見茂研究指出,航天飛行器(導彈、火箭、飛船、航天飛機等)以高超聲速往返大氣層時,在氣動加熱下,其表面溫度高達4 000 ℃~8 000 ℃;固體和液體火箭發動機工作時,燃燒室產生的高速氣流沖刷噴管,燒蝕最苛刻的喉襯部位溫度瞬間可超過3 000 ℃。
4 結語
通過以上的研究可以發現,隨著航空航天技術的飛速發展,對材料的要求也越來越高。一個國家新材料的研制與應用水平在很大程度上體現了其國防和科研技術水平,因此許多國家都把新型材料的研制與應用放在科研工作的首要地位。新型航空航天器的先進性標志之一是結構的先進性,而先進復合材料是實現結構先進性的重要基礎和先導技術。我國將成為世界上先進復合材料的最大用戶,筆者認為,我國應該針對國外技術封鎖與國內技術儲備不足的國情,不斷地自主創新,努力探索原材料、設計問題,運用理論、低成本技術以及政策支持等一系列的解決方法,不斷提高航空航天器的結構先進性,不斷加強對先進復合材料先導技術的研究與發展。
參考文獻
關鍵詞:信息服務集成 協同理論 北京航空航天大學圖書館
1、研究背景
隨著1999年高校開始大幅度擴大招生規模,“大眾化教育”取代了“精英教育”,接受高等教育的人數大幅度增長。與此同時,全國各地進行高等教育管理體制改革和布局結構調整,即由原先的蘇聯模式向歐美模式(主要是美國模式)轉變,首先是重組教育資源,開展聯合辦學、高校合并;其次是仿效歐美,集中辦學,興建大學城或高教城。以北京航空航天大學為例,響應國家擴招政策,21世紀初開始規劃建設沙河校區以緩解學生人數激增造成的教學和生活壓力;2010年入駐昌平沙河高教城,北京航空航天大學沙河校區正式投入使用。北京航空航天大學形成學院路、沙河、廣西北海等多校區辦學模式,在北京市范圍內,北京航空航天大學圖書館形成以學院路校區為總館,沙河校區為分館,及學院路校區的若干學院分館:經管分館、法學分館、人文分館、高教分館等的多校區多層次信息服務模式。
近年來,以上服務模式從無到有,從小到大,這種共存一定程度上提供了不同校區不同學科信息服務的方便快捷。但隨著圖書館運行發展的變化,我們發現存在著許多不確定因素,造成一些問題,比如,資源匹配是否適用?業務工作是否標準統一?服務是否普遍均等?最主要的問題在于總分館沒有真正成為一個體系,一直沒有解決真正意義上的服務集成化問題。
2、協同理論
協同論(synergetics)亦稱“協同學”或“協和學”,是20世紀70年代以來在多學科研究基礎上逐漸形成和發展起來的一門新興學科,是系統科學的重要分支理論。其創立者是德國斯圖加特大學教授、著名物理學家哈肯(Hermann Haken)。1971年他提出協同的概念,1976年系統地論述了協同理論,發表了《協同學導論》,還著有《高等協同學》等。指的是“國家行政機構系統內部各子系統之間相互關系的‘協調作用’。這種協調是組織系統內部各部門之間、各層級之間、成員之間以及行政運行各環節之問經過協調、平衡,從彼此或大多數對象的利益出發,合理地進行協調,達到協作、協力、和諧、一致,從而提高政府組織行政效能,最大限度實現行政目標的行為”
在公共服務機構中,協同效應表現為通過對各個服務部門之間的資源進行配置、及時獲取所需的信息資源,從戰略的高度協調各種資源之間的關系,為服務布局提供依據,提高服務效益。
3、多校區圖書館服務集成的原則和思路
(1)總體原則
多校區環境下大學的人才培養涉及辦學思想、學科專業、資源配置、服務延伸等許多重要而復雜的因素,而每種因素對多校區環境下大學辦學的協同效應都會產生十分重要的影響。根據學校整體發展規劃和校區特點,確定適當的原則和方法,合理安排各校區的資源是發揮多校區優勢,降低多校區辦學成本,提高多校區人才培養質量和辦學效率的前提條件。
北京航空航天大學自從2010年入駐昌平沙河高教城后,新校區采取了邊建設邊使用的辦法,首先用于一年級的教學,逐年形成了一、二年級學生在新校區,三、四年級和研究生在老校區的布局,隨著建設進展,學校還將采取混合型人才培養的布局方式,即在布局上既考慮年級分布,又考慮學科分布,將低年級的學生放在一個校區集中培養,同時將若干學科集中在一定校區。根據以上規劃,北京航空航天大學圖書館需要形成以學院路校區為總館、沙河校區為分館的協同服務模式。
(2)圖書館信息服務集成思路
根據學生為先原則、學科發展原則和資源有效配置原則,圖書館多校區信息服務的思路是,從集成的觀點出發,以圖書文獻業務自動化管理系統和圖書館網站統一揭示為基礎,協同完成圖書館內各部門之間、圖書館與所處服務鏈上下游進口和出口之間的服務集成。具體操作需要從資源采購、加工整合、館藏布局、文獻流通、讀者服務和全國及地區文獻保障體系服務等業務流程人手。這種信息服務集成的方式,在圖書館內部以OA系統呈現,對外部讀者以圖書館信息門戶實現及文獻保障體系方式補充。依據協同理論,將信息服務集成中的協同分為內部協同和外部協同。
4、信息服務集成的內部協同框架
信息服務集成首先應從圖書館內部工作環節開始。內部協同是通過引進自動化管理系統和構建圖書館OA系統的方式,將內部各個部門協調的日常信息集成起來,如圖1所示。該集成服務系統借鑒國內相關MIS系統的理念整合完成,所涉及的服務模塊包括e—Documents,e—CRM,e—Proj ect,e—HRM,e—Financials等。圖書館自動化管理系統(如北航使用匯文系統)為這些模塊提供基礎數據支持,集成了各校區圖書館日常運行的基礎信息。
e—Documents是進行文檔管理的框架,允許各校區圖書館工作人員在統一平臺上,創建、存儲、修改、反饋文檔,共享基礎業務工作中的各項業務信息。所有的文檔都是電子的,并劃分成不同等級,給不同權限的人使用。文檔管理系統使得內部業務部門之間的交流更加便易,圖書館通過建立內部網,友好地為不同工作人員提供不同的內容呈現。
e—CRM集成的是來館借閱讀者信息。主要是將各個校區的學生讀者信息集成到年級、學院、學科、借閱頻次、預約、續借、推薦購書、委托借書等關聯信息中,真正獲得對學生讀者全方位的觀察,通過這個集成方案,圖書館可以統一收集并管理關于學生、教師、科研工作者的文獻需求等相關信息。
關鍵詞:
隨著我國信息化建設的推進,為了滿足當前航空航天事業快速發展的需求,航空航天系統應用了信息化的很多應用系統。這些資源系統一般分布在不同的部門,開發技術多種多樣,操作系統有基于UNIX的,也有基于WINDOWS的,系統框架和開發平臺有C/S結構,也有B/S結構的。而且各系統之間缺乏總體規劃,往往是各個部門根據自身需求來設計實施信息管理系統,缺乏對整體資源信息的開發挖掘。傳統開發方式開發的信息平臺與開發工具、操作系統、數據庫的緊密耦合使得分散的獨立信息系統逐漸成為所謂的“信息孤島”,信息資源沒得到充分利用。多個信息系統的許多功能都是僅僅為了滿足其特定的業務需求設計的,它們之間存在相似相通之處卻又無法復用,造成軟件升級或重新開發的成本巨大。
這些問題的解決,需要航空航天各部門對現有業務流程和軟件系統體系結構進行重新梳理和規范化改造,考慮面向服務的信息資源整合,充分利用航空航天系統內部信息資源,實現信息的統一控制和管理。
本文首先研究了SOA的思想,SOA的最佳實現技術,以及Web服務的一種開發工具,然后把SOA思想運用在無人機信息交換平臺中。
1 面向服務的架構
SOA(Service-Oriented Architecture,面向服務的體系結構)將應用程序中的不同功能單元(稱為服務)通過對這些服務之間定義良好的接口和契約聯系起來。接口是采用中立的方式進行定義的,也就是說它獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言。這使得構建在各種此類系統中的服務可以用統一和通用的方式進行交互。SOA架構的基本元素是服務,SOA指定一組實體(服務提供者、服務消費者、服務注冊表、服務條款、服務和服務契約),這些實體詳細說明了如何提供和消費服務。遵循SOA觀點的系統必須要有服務,這些服務是可互操作的、獨立的、模塊化的、位置明確的、松耦合的,并且可以通過網絡查找其地址。面向服務的參考架構主要由5部分組成,即Web層、服務層、應用程序層、企業級安全層和業務服務管理層。
2 通過Web服務和Java EE實現SOA
Web服務為應用程序通過Internat互操作提供了一種新方法,為了迅速實現或者向外界提供一個Web服務,要求有一個功能強大且全面的應用程序開發和部署平臺,而且同時易于開發者和部署者使用。Java EE平臺提供了一個完整的Web服務技術集。
Web服務平臺是為使用特定編程語言來調用和部署Web Service而提供的一套工具集。本文主要研究了Java EE平臺對Web服務開發的支持。Web服務平臺有服務器端組件和客戶端組件。服務器端組件通常封裝在某種類型的容器中。客戶端組件通常封裝為工具,用于訪問綁定到Web Service的Java接口實例。任何一種Web Service平臺都支持三個核心子系統:調用子系統、序列化子系統,以及部署子系統。
3 基于SOA無人機數據交換平臺
3.1 無人機數據交換平臺分析
無人直升機不僅廣泛應用于民用,在國防軍事領域同樣具有非常重要的作用,尤其在保衛祖國,完成偵察等任務中凸顯重要,所以,無人直升機的發展在我國航空科學技術領域倍受關注,如何管理其復雜的測控數據問題也是當今研究的熱點之一。本文主要研究基于無人直升機測控數據分析的要求,利用數據融合技術,結合SOA的架構理念,實現新型的數據交換平臺。
采用SOA設計方法可以擴展本系統的適用范圍。類似的數據交換平臺可以通過通用的標準接口,實時地在線重用本系統所提供的部分功能,從而達到資源共享,減少重復工作的目的。
3.2 系統服務的設計與實現
SOA方法以服務為中心對象構建層次架構,將功能方面涉及的對象、數據、組件、業務流程、界面等從服務提供者和服務消費者角度進行層次化。在服務層中將各業務功能點以服務的形式暴露于系統之外,其它信息系統可以通過服務協約對服務進行訪問。這種技術簡化了系統集成,可以快捷、容易地對業務需求的變化做出反應。服務的設計與實現是實現SOA的核心。下面主要描述系統服務的設計與實現,也就是重點描述業務層。
無人機信息查詢服務,主要提供無人機信息的修改、查詢等服務。相關人員可能會查詢關心的無人機型號的具體信息,這樣不同的部門都可以調用無人機信息查詢服務。其中有無人機基本信息的描述。
發動機性能查詢服務,主要提供不同型號發動機性能信息的修改、查詢等服務。發動機信息是人們關心的另一個主題。發動機的品牌、性能決定著無人機的性能,不同部門都可能要用到這個服務。
4 結論
關鍵詞: 航空材料;腐蝕;防治
中圖分類號:V250.2 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2012)0220034-02
腐蝕現象在人們在社會生產及使用到的各種材料中都普遍存在,因為腐蝕所導致的原材料無法使用給社會帶來了不可估量的各方面損失。航空材料由于其工作的環境復雜多變,構成材料互相配合的影響,在飛行器制空、停放階段都會受到種類繁多、程度不一的腐蝕,導致飛行器運營成本的增加,對其功能的完整性與使用的安全性構成嚴重危害。有調查資料顯示,每年因航空材料腐蝕的問題,而造成的大量修理、維護費用,甚至航空器重大墜毀事故的數量都不在少數。所以對航空材料腐蝕問題及防治措施的研究,對于航空業發展有著至關重要的作用。
1 航空材料腐蝕類型與相應措施
航空器包括很多不同種類的航空材料,這些材料所處的工作環境各不相同,導致對航空材料產生腐蝕的原因也是多種多樣的。腐蝕類型可分為以下幾種。
1.1 電化學腐蝕
電位差與電解質溶液是形成電化學腐蝕的兩個基本條件。在飛行器的結構之中,承擔功能的不同,所以不同結構所使用的材料性質也不同。比如,飛行器的表面材料大多使用具優良延展性、相對強度低的鋁合金材料、起落架及龍骨梁則選用強度高的合金鋼材料。材料不同,它們的電極電位也不同,如果它們接觸就有可能產生腐蝕的隱患;就算是同種類的材料,由于其內部雜質的存在或其自身就是由不同電極電位多相組成,因此也存在著腐蝕隱患。因此從航空材料的構成來說,客觀就可能存在著電化學腐蝕問題。
作為中遠程運輸的交通工具,飛行器工作的特點直接決定了它的工作環境的變化要大于其他交通工具。飛機在工作中經常穿越溫度、溫度相差很大的氣候地帶,尤其是我國幅員廣闊,有著亞熱帶及熱帶濕潤型氣候,航空材料難以避免的要在潮濕的環境中工作,還會因為晝夜溫差的變化,在結構中積水。空氣里的二氧化碳、二氧化硫等氣體包附在航空材料的表面,發生電離而產生電解質溶液,使航空材料產生吸氧腐蝕現象。同時飛行器內部有大量連接間隙,形成電化學腐蝕蔓延。
1.2 承力結構應力腐蝕
它是指應力與腐蝕環境的共同作用下對材料的破壞方式。應力腐蝕只會發生在特定腐蝕環境與材料體系之中,它的特點是造成破壞的靜應力大大低于材料屈服強度,斷裂形式是不產生塑性變形的脆裂,拉應力是其主因。
以飛機起落架應力腐蝕例,起落架是飛行器主要受力結構之一,當飛行器停放時,起落架輪軸受到拉應力的作用,可能在腐蝕介質下產生應力腐蝕現象。起落架的材質通常為鍍鉻高強鋼,其強度高、耐磨損但硬度較脆,易在飛行器的起降突變負荷作用下缺陷掉落而失去效果。清洗、結露等會使起落架輪軸積水,其雜質也容易在起降或是清洗時附在輪軸位置,形成應力腐蝕溶液,從而造成應力腐蝕。在飛行器上易產生應力腐蝕部位還有:廚房、廁所下方區域,濕氣的長期聚焦,容易出現腐蝕;機身頂部,由于冷凝水聚集作用再加受拉伸應力,易產生應力腐蝕;機下下部,艙門口、廚房、貨艙附近的部位易出現腐蝕;框架、桁條及止裂帶;機身蒙皮,在應力、濕氣雙重作用下,產生蒙皮鼓包、變形、丟失緊固件,易出現裂紋;壓力隔框,經常出現于位置較低部位,尤其是排水設施不夠及未維護的部位;大翼及安定梁,對梁上各種位置腐蝕的探測、修理非常困難;翼中段、承壓艙板;貨艙門的平衡彈簧應力性腐蝕。
1.3 發動機的高溫腐蝕
發動機的主要腐蝕表現形式是高溫氧化腐蝕。推力大、效率高、油耗低、壽命長是航空發動機發展趨勢。只有對渦輪進口燃氣溫度進行提升,才能供給出需要的增壓比與流量比,實現提升推力的同時降低油耗。所以發動機的渦輪葉抗高溫腐蝕的性能非常關鍵。對此可采取幾種方法進行防護:保障性能前提之下,提高葉片本身熔點和高溫抗氧化的能力;使用與基體材料具有良好親和力、高溫性能佳的保護涂層;采用氣冷技術,令冷卻的空氣在渦輪葉片表面構成保護型氣膜。
鎳基超合金是當前在航空航天領域中發展最成熟、應用最廣泛的材料。它具備優良的綜合機械性:高溫強度、室溫的韌性及抗氧化性能,但它的極限應用溫度為1100至1150攝氏度,已達其熔點85%,再提升其使用溫度潛力較小。現今對新型高溫結構的材料使用溫度要達到1600攝氏度左右,鈮、鉬基硅化物合金因其在高溫強度與低溫損傷的容限良好平衡,而顯示出巨大的發展前景,可代替目前的鎳基合金材料。所以最近幾年國內外將鈮、鉬基結構的材料作為研發渦輪葉片繼承材料的主方向。
在涂層保護領域,目前大多使用等離子噴涂技術、滲鋁或硅涂層。在我國航空用發動機行業,用等離子噴涂制作熱障涂層的技術已經在新型航空用發動機渦輪葉片與隔熱屏等部件上成功被應用。同時滲鋁、硅技術由于工藝簡單、與新材料親和力佳,也得到了相應的大發展。
好的氣冷設計可以在現有材料基礎之上對葉片表面溫度進行有效降溫,但因冷卻必須在葉片的內部進行氣道設計,并在葉片表面布置相當數量的氣孔,不但要合理規劃分布氣道,還要對葉片實施相對復雜的強度實驗與設計。
1.4 意外腐蝕
飛行器在工作中還會遇到意外腐蝕的情況,這種情況與飛行器本身材料、設計、工作環境沒有關系,根本就是人為原因而造成的。比如機上承載強腐蝕性物質,發生泄漏而造成飛行器發生腐蝕。
通過編制詳細的操作流程與有關部門加強監督管理,并制定相應的強制性規定規范,并由專人進行負責落實便可完全避免人為因素而造成的腐蝕現象。
2 航空材料腐蝕與防治研究
我國對航空材料腐蝕與防護研究、應用于上世紀50年代開始,經過這些年的發展,取得了一定的成果。
2.1 自然環境
這種研究是在極端的環境或是典型的環境條件之下,對航空材料進行適應性研究。在戶外的暴露實驗是其基本方法,也是研究的基礎。我國對航空材料上常用的鋁合金材料進行了戶外暴露實驗。研究結果表明,鋁合金經過3年暴露在海洋、工業、濕熱地區和潮濕大氣中后,會在表面產生腐蝕物。
2.2 戶內加速實驗
自然環境戶外暴露實驗是評估材料在大氣中腐蝕程度的方法,但其實驗周期長,還不足以滿足材料的研制、腐蝕的控制、防護材料研究的要求。為滿足我國航空航天領域對迅速評估材料環境的適應性要求。我國某研究院研發了綜合環境實驗機,并相應發展出了針對航空鋁合金材料的綜合加速實驗表譜。研究顯示,與傳統加速實驗相比較,該綜合加速能更好模擬航空用鋁合金材料的大氣腐蝕現象。
2.3 腐蝕機理與測試技術
航空材料在力學與環境因素的雙重影響下可能誘發因應力腐蝕而造成重大事故,所以開展相關應力腐蝕測試與研究是一項重要內容。當前已經發展出了部分應力腐蝕敏感的測試標準。這些標準在研究航空材料和飛行器應力腐蝕問題上起著重要的作用。
2.4 發動機高溫防護
發動機的高溫防護涂層通常可分為擴散及包覆涂層兩種。我國目前研發出許多種發動機的部件使用涂層,如滲AL、AL-SI料漿涂層、MCRALX包覆型涂層、封嚴涂層等等,其中有些已經批量生產。
2.5 表面處理
當前在航空航天業中普遍采用的表面處理技術有電鍍、陽極化、緩蝕用劑等等。為滿足航空行業需要,我國對高強度的鋼低氫脆無氰鍍鎘進行應用研究。研究發現其各項指標均好于氯化銨鍍鎘鍍層。
防腐蝕涂層是目前提高飛行器適應性最重要的手段之一,我國防腐蝕涂層也正朝著高性能、環保的方向發展著,國內防腐蝕密封劑等方面也取得了較大進步。
3 航空材料腐蝕問題防治體系
腐蝕防護技術已經過多年的發展。從金屬成為航空器的結構主材料以來,由于腐蝕原因造成的相關維護成本大大增加,甚至導致嚴重的航空事故,航空材料腐蝕的防護技術重要性日益提高。腐蝕防護技術從單純的對腐蝕零部件進行修復到預防性的噴保護漆及防水保護等。但依然處于被動的狀態,腐蝕防護工作相對落后,而且時常會有疏漏情況,缺乏對腐蝕的主動控制。
航空材料的腐蝕從根本上說是自然現象,無法真正的避免其出現,只能利用有效手段進行控制。現代的腐蝕防護技術偏向保證航空器在使用壽命內其材料不會因為腐蝕原因而失去效果。為更好的實現這個目標,必須要從對型號的論證時期就對航空材料腐蝕防護的工作進行總體性的規劃,按飛行器總體需要編制防護大綱,并以此開展該型號飛行器的腐蝕防護操作。
如:某型號飛行器中大量采用了復合材料,那么所編制的大綱中應該對復合材料腐蝕的特性做出詳細說明,介紹其防腐蝕方法并對其進行分級;到細節設計的階段時,專業技術人員要依據大綱的要求,編制結構防護腐蝕手冊與先材手冊,對飛行器設計人員實行結構設計與選材上的輔助作用,以避免在飛行器中出現容易腐蝕的結構與選材工作的失誤,并對易腐蝕的關鍵部位進行詳細的防護設計;在裝配制造階段,專業防護人員必須根據大綱的要求,配合質保人員編制生產工藝,避免在生產、裝配過程中因不當操作而造成腐蝕隱患,消除其過程中的殘留應力,并對暴露部件腐蝕的防護工作加以指導;在飛行器服役時期,編制腐蝕維護的相關手冊,對航空材料腐蝕的維護等級進行切分,制定相應的腐蝕檢查方法與其處理措施,最大程度消除飛行器腐蝕隱患,使之運行正常。至此,從飛行器的型號開發到正常使用,其防腐蝕工作可作為一套防護體系。
防護體系還應具有自我完善的功能,建立相應的數據資料庫,將從型號開發往后各階段的工作反饋資料收集入庫,資料庫的完整性隨著型號的積累而穩步提升,最終可以為腐蝕防護工作提供極大的幫助以及理論實踐的基礎,將腐蝕帶來的航空材料的破壞降到最低。
4 結語
對航空材料的腐蝕有四種,如果任其發展,任意一種都將造成災難性的航空事故。我國目前對航空材料的腐蝕及防治研究已經取得了一定的成果,但仍然需要積極引入、研發防腐蝕的各類新技術,從飛行器的設計選型到交付使用的整個過程、階段都積極應用、推廣防腐蝕的新技術,以保障航空材料的質量,為我國航空航天事業的發展提供有力的理論及實踐基礎。
參考文獻:
[1]劉星北、陳穎、胡錦旋、張佳佳、劉亞奇,淺談國內航空材料的腐蝕與防護[J].民用飛機設計與研究,2009.
關鍵詞:高性能纖維;復合材料;聚丙烯腈基碳纖維;中間相瀝青基碳纖維;碳纖維復合材料;芳酰胺纖維;超高分子量聚乙烯
中圖分類號:TB332 文獻標志碼:A
The Latest Development of High-performance Fibers and Composites in the World
Abstract: Currently, the world high-performance fibers and composites circle has formed a five-polar pattern led by the United States, Japan, EU, China and Russia and meanwhile emerging economies start to play emphasis on developing high-performance fibers and composites. This paper, by taking polyacrylonitrile carbon fiber (PAN-CF) and carbon fiber-reinforced plastic (CFRP), mesophase pitch-based carbon fiber (MPCF), aramid fiber (ARF) and ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE) for examples, makes an overview on the latest development of global high-performance fiber industry based on case study. It points out that China should constantly improve production process and technology and make profound study on related applications and markets, so as to realize high-efficiency, high-performance and low-cost production of high-performance fibers.
Key words: high-performance fiber; composites; PAN-CF; MP-CF; ARF; UHMWPE
當前世界高性能纖維與復合材料領域已形成美、日、歐盟、中和俄的五極格局。其中,美國保持在主要高性能纖維與復合材料高端領域的強勢,支撐其在航空航天和軍工領域的獨特優勢;日本的高性能纖維產業化品種最全、質量上乘,近年來先進復合材料發展迅猛,形成后起之秀;歐盟有幾種高性能纖維如聚酰胺酰亞胺(Kermel)、酮酐類聚酰亞胺(P84)纖維等都是獨有的,大絲束碳纖維和超高相對分子質量聚乙烯纖維(Dyneema)處于領先水平,產業用先進復合材料保持優勢,特別是在飛機、風電、汽車和軍工領域。
我國近年來在中央和各級政府的大力推動下,高性能纖維與復合材料產業發展很快,研發和產業化品種較全,少數品種如超高分子量聚乙烯、玄武巖及聚酰亞胺纖維已具有國際競爭力,復合材料設備先進,推動了諸多產業、航空航天和軍工的快速發展;俄羅斯的高性能纖維和復合材料基礎研究扎實,擁有幾種獨有的世界領先的高強高模纖維,如SVM、ARMOS、RUSAR、Artec等芳雜環類有機纖維和數種耐高溫纖維,但產業化水平較低。
除此之外,近年來新型發展國家開始重視主要高性能纖維及其復合材料的發展,如印度、沙特、伊朗開始發展碳纖維,巴西的區間飛機產業相當發達。
1 聚丙烯腈基碳纖維(PAN-CF)及復合材料(CFRP)
1.1 發展近況
1.1.1 美國
美國Hexcel(赫氏)公司在先進復合材料(ACM)產業的領先地位,表現為:擁有從PAN原絲、碳纖維、織物、預浸料、樹脂體系、粘合劑、復合材料直到航空航天、國防和工業領域如風電葉片等復合材料制品的全套產業鏈;可垂直整合相關產業的供應商,以更好地控制成本、質量和產品供貨,可為全球客戶提供所需的設計方案;生產供上述應用領域所需的碳纖維、對位芳酰胺纖維、玻纖及其混雜織物和非織造布等。
Hexcel擁有10種牌號的PAN-CF,其中IM10的拉伸強度和模量各為7.0 GPa和308 GPa,屬世界領先之一。Hexcel的Primetex ZB碳纖維加工織物,可使絲束均勻平鋪,因此可織成薄而輕的擁有均質外觀的各種織物,確保有更好的力學性能和減少孔隙。共有53種碳纖維織物結構、12種航天級CF織物結構、18種商用CF織物結構、17種熱處理的平織CF布、4 種防雷擊CF織物、6 種CF和Kevlar等的混雜織物及 2 種特種織物。
美國Cytec公司除擁有從PAN原絲、CF、織物、預浸料及復合材料制品的完整產業鏈外,還擁有400 t/a的中間相瀝青基碳纖維(MP-CF)及下游制品,其中Thornel K1100的MP-CF模量高達965 GPa以上,居世界領先。
美國復合材料織物(CFA)公司是專業生產碳纖維等織物的老企業,產品已應用于航空航天、建筑結構、風電葉片、船舶、汽車、體育用品和國防領域。
美國Innegra技術公司生產高性能聚烯烴纖維(強度 8 cN/dtex或667 MPa)“Innegra S”及其混雜纖維“Innegra H”,混雜對象有標準模量碳纖維、玻纖和玄武巖纖維。Innegra S與CF的質量混合比為26/74、41/59、34/66或28/72。
美國Concordia Fibers公司自1920年起便專業設計和開發各種工業紗和纖維,如碳纖維、可生物吸收纖維、陶瓷纖維等,用于生產多種工業織物,供作復合材料、濾材、動力傳送帶、氣囊等。該公司還生產先進復合材料用的精確加捻碳纖維(圖 1)、CF/PEEK混雜纖維(圖 2)、CF和PPS纖維的混雜編織繩(圖 3)、CF/尼龍纖維混雜紗編織的網球拍柄(圖 4)及FF/PPS混雜纖維編織物制的異形管(圖 5)等。
美國Cytec Engineering擁有從丙烯腈、原絲、碳纖維、織物、預浸料到復合材料制品的全套產業鏈,并擁有全球強度和模量最高瀝青基碳纖維K1100。Cytec生產風電、海浪發電及潮汐發電用的碳纖維、織物、預浸料、薄膜粘合劑、可重復使用的軟模具、真空袋組件等,包括上述葉片的CFRP結構梁和蒙皮。在船舶應用方面,Cytec可提供CF與酚醛、氰酸酯、雙馬來酰亞胺和乙烯酯的預浸料,阻燃復合材料等產品。在汽車用途方面,Cytec可提供輕量、高性能、價格合理的多種材料解決方案,耐高溫、抗沖擊的CFRP結構材料、車體板材和各種具體部件;在軌道交通方面,Cytec可提供制備CF預浸料所需的模具硬件用模具材料等;在國防和防彈領域,Cytec可提供防彈、防爆和結構用途的各種CF預浸料、樹脂膜、結構粘合劑、真空帶系列組件及天線罩和頭盔。
美國Sigma MX公司專業生產多軸CF紡織品,在英國Cheshire和上海有分公司,織機由德國LIBA(利巴)引進,可生產多達 9 層織物,每層寬度達2.54 m,由克重為100 g/ m2的層材以不同方向組成(圖 6)。同時生產再生CF織物,用于增強熱塑性聚酯,應用于汽車、體育休閑用品和能源領域。
美國創造新復合材料工程公司(ICE)專業生產先進復合材料用編織預成型體、手工鋪放/針刺預成型體、RTM和VARTM模塑組件,可制得最佳性能和最低成本的產品。其產品包括CFRP飛機結構和二次結構、翼間支柱和支架、航天和衛星結構件、各種船只設計制造、自行車部件、滑翔機結構件、汽車傳動軸、懸置控制臂、結構撐壁、防碰撞結構件及座椅結構件(圖 7)。
美國ATK公司專業從事航空航天和軍工部件的生產,有50年的復合材料創新經驗,其產品包括F-22猛禽戰斗機和F-35閃電Ⅱ戰斗機部件,直徑 4 ~ 5 m的航天器如Delta IV、Atlas V和Ariane V等400多個各種復合材料部件的生產。此外,該公司還生產商用飛機的FRP縱梁、框架和發動機葉片殼體等( 圖 8)。
美國B/E航天復合材料公司是專業設計和制造高精度復合材料部件的廠家,其產品包括熱固型預浸料的壓制和氣囊模塑,先進熱塑性復合材料的壓印、纏繞部件和結構件的加工、組裝和分析表征等。
美國軍隊航空和導彈研發與工程中心AMRDEC是負責將政府技術、資產、試驗設備等向非政府機構轉移并實現商品化的機構,其業務包括專利技術的轉讓,與其國內合作者開展合作研究、協助小型企業開展創新研究和承擔測試與工程服務等。
美國PlastiComp公司是專業從事設計、分析、CFRTP母粒制造和模塑物生產的企業,除長碳纖維(LCF)和玻纖(LGF)增強N-66、N-6、PP、PU、PEEK和TPU半透明系列樹脂外,還有對位芳酰胺纖維和不銹鋼絲及其混雜纖維增強熱塑性樹脂產品。
【關鍵詞】多余物;現場管理;控制
一、引言
裝配過程是產品現實中的一個重要環節,隨著航空航天產品總裝任務的增加﹑地面產品任務的不斷擴展及新工藝新材料的廣泛使用,產品總裝過程中多余物的控制對產品整體質量的影響顯得愈來愈重要,多余物的控制涉及總裝過程中的所有工序和工種,范圍大、因素多、控制難度大。為滿足我所在機載、星載、彈載等航空航天領域對制造裝配的進一步要求,為切實達到提高產品質量,穩定產品狀態的目的,使總裝過程的多余物控制水平上一個臺階,分廠按照所《裝配和調試過程多余物的預防及控制》標準和6S的管理要求,通過對航空航天單位的參觀學習,并結合本部門實際情況,在制度、工藝流程、工裝保證等方面做了大量工作。
二、內部管理方面
分廠根據總裝特點擬制了《總裝分廠多余物控制管理規定》,作為部門規定下發到各班組,由各班組在內部宣貫學習。在齊套過程中,分廠要求嚴格按照配套明細表規定的品種數量領取零部件和緊固件,對于實際裝配時緊固件、零部件與設計文件不一致應通知設計師按現場技術問題填《現場問題處理單》進行處理。操作者必須嚴格按圖紙的要求實施裝配,嚴禁擅自更改緊固件的數量、型號、規格等。對于裝配中損壞的螺釘、螺母、墊片等緊固件交檢驗員處,由檢驗員開具《不合格品處理單》并給出報廢結論,操作者憑《不合格品通知單》補充領取。
目前,在分廠承擔的所有產品總裝任務的技術資料中,除緊固件外,其他的輔助消耗材料,如產品總裝經常使用到的粘接劑(703膠、聚氨酯膠、西卡膠、螺紋鎖固膠、401瞬干膠、801強力膠等)、線纜保護材料(熱縮套管、尼龍網套、高溫膠帶、扎帶等)、焊錫絲、酒精、丙酮等,在圖紙和相關的工藝文件中沒有明確型號、規格和數量,由于領用的不確定性,導致在使用過程中存在非常嚴重的浪費現象。為此,分廠技術組對部分常用的輔助消耗材料進行使用情況的統計,統計資料的內容包括材料的型號、規格和單套產品(陣面、Ⅰ號車、方艙)總裝實際使用數量等,然后,將統計歸納的具體數據編制到分廠相關的工藝文件中,既有利于多余物的控制,又可以減少材料浪費造成的損失。
通過優化工藝流程,減少操作者在產品整機上的配裝工作,以達到降低多余物產生頻次的目的。如,分廠技術組根據圖紙接線表的內容繪制成線扎圖,由操作者在工作臺上將各類線纜按照線扎圖進行線束扎制、配焊等工作,檢驗合格后將線扎整體布設至天線陣面或方艙上,這樣便可避免各類線纜分別在產品上走線、整理線束、配焊等過程中產生多余物。同時在工藝文件中以表格的形式增加對多余物控制的要求,并設置檢驗點。
在部門內部完善并施行產品總裝帶隊負責人制度。通過在《優秀帶隊負責人考核評分項目》表中增加了“控制及清除產品內部和裝配現場多余物”的考核項,明確了帶隊負責人對多余物控制的職責。同時,在產品進行內部和外部交接時,還需同部門的產品計劃和工藝負責人及接受部門負責人同時簽字確認產品內多余物的清除狀態。分廠向產品帶隊負責人配發工具組合車,所有常用工具均配置齊全。每個工作日由帶隊負責人將工具車推制裝配場地進行工作,并對各個通用工具負責,工作后逐個清點工具,及時發現有無遺漏。分廠在總裝廠房東西兩側給設置了一個多余物存放箱,用于收集每天產生的各類多余物。同時在產品裝配現場給操作者配備了多余物收集盒,及時收集裝配過程中產生的導線頭、護套、扎帶頭等多余物。
三、場外控制方面
分廠根據總裝特點擬制了《總裝分廠外場派工生產任務管理實施細則》,作為部門規定下發到各班組,由各班組在內部進行宣貫學習。通過《總裝分廠外出派工信息跟蹤表》的形式對員工外派配合工作質量進行考核,做到產品的外觀質量、多余物控制情況等技術狀態的可追溯性。
所有已經發生或潛在多余物事故都應該報告和調查。當一個多余物事故發生時,員工應立即停止操作,開始調查,判斷原因。同時根據多余物發生的原因和糾正方法,提供一個合理的工作方式來避免類似事件的發生。多余物事件報告應包括以下內容:日期、部件名稱、類型、零件序列號、零件的位置、發現時間、發現人員、怎么樣發現,多余物的描述(包括分析發生時間、分析者、怎樣分析),根本原因、糾正措施、報告人等。應該把報告的重點放在誰來負責多余物的跟蹤和趨勢分析。同時也應該確保所有受影響的人員都意識到所在區域可能發生的多余物。讓員工知道他們哪些做的是對的或哪些是不對的,反饋對工藝改進至關重要。
四、結語
隨著我所業務領域的不斷擴寬,總裝的產品從地面走向空中,從空中走向空間,由“九五”期間的地面雷達系列,到“十五”期間的升空平臺系列,再到“十一五”期間的星載集成平臺系列。產品的技術不斷提升,產品裝配難度與精度的不斷提高,對總裝過程中多余物的控制提出了更高的要求。對此,分廠將一步一個腳印,切實將完善各項管理制度,加強現場執行力。同時,分廠還將加強與其他成功實現產品從地面向航天領域拓展或既有地面產品又有航天產品生產的單位間的交流與學習,如集團公司內部36、14所等,學習他們先進的轉型經驗或管理經驗,充分了解和掌握航空航天領域的多余物控制措施,以及精細化質量管理要求在航天產品型號研制生產中的具體落實途徑和實現形式,為滿足我所在機載、星載、彈載等航天領域對制造裝配的進一步要求。
參考文獻
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[3]李大南.航天型號產品多余物及其預防和控制標準的實施檢查[J].航天標準化,2006.
數量質量雙重短缺
“中國一航(中國航空工業第一集團公司)關于民機的研發力量主要集中在一飛院上海分院,約有700名左右的研發人員,但這遠遠不夠。”謝志強(上海飛機設計研究所人力資源部部長)告訴記者。隸屬于中國航空工業第一集團公司的上海飛機設計研究所,專門從事民用飛機設計和研究,每年都會從北京航空航天大學、南京航空航天大學等院校吸收相關專業畢業生,“目前估計,大飛機研發中心至少會需要2000名左右的設計人才,目前有l000多名的缺口,正通過多種途徑解決。”謝志強說。
解決途徑有三:一是從現有研發力量中調配;二是面向校園招聘、培訓相關方面的人才;三是面向社會招納。謝志強說,上海飛機設計研究所目前正向社會招聘各部門主管設計師,涵蓋飛行器總體設計、氣動設計、強度設計以及航空電子工程、自動控制、機電一體化、標準材料等15個專業,一般要求大學本科以上學歷,3年以上工作經驗,碩士及高級工程師優先,“之所以把學歷設在本科,一方面是希望培養更多的人才,另一方面,也希望能夠吸引更多有多年飛機設計經驗的退休人員。”謝志強建議,有意愿的學生可以選修一些有關航空航天的課程,更加清晰認識自己的職業發展方向。
不過,讓謝志強擔心的是,國內的民機研發設計人員面臨著數量和質量的雙重短缺。
由于過去幾十年中民機研發項目較少,加上體制約束,人才出現大量流失,一些剛畢業的研發人員在合同期滿后選擇跳槽。另一方面,由于運十、MD82等現有民機項目沒有走完從設計到試飛取證的整個過程,甚至未能實質性啟動,使得有限的民機研發人員中幾乎無人經歷過飛機研發的全過程。此外,人才知識結構不合理,也是長期存在的問題,“在現有人才中,做技術的太過技術,做商業的不夠商業,這將使真正實現大飛機商用,要過很多關。”一位航空業資深人士說。
飛機制造
細節要求指教多
就在3個月前,上海飛機制造廠也在招聘大量工藝員、設計員,所需專業有航空制造、機械、電氣、飛行試驗、通訊導航……上海飛機制造廠的相關負責人對記者說,目前航空質量、管理、制造人才都很缺。“從我們這邊來看,目前最期待的是飛行器制造和飛行試驗專業人士,ARj-21支線飛機已下線,飛行試驗專業人士比較缺。”
與飛機設計還處于計劃階段不同,制造人才的缺乏迫在眉睫。空客A320總裝線建設緊鑼密鼓。天津港保稅區空客招聘組組長趙海山表示,自空客A320項目人才招聘工作開展以來,已有5000多人踴躍應聘,但只有50名高級管理人才和高級技工通過了初步評估。
“前來應聘的一線工人,幾乎沒有合格者。”趙海山解釋說,細節要求比較多,所以大多數人都因為不懂英語或沒有經驗被刷掉的,比如飛機機械技工,基本要求是機電專業中專以上學歷,5年以上鉗工工作經驗,然而“具有數學知識和數據整理能力,自操作起重機械、載運車輛等,有英語基礎”這幾個附加條件就能淘汰很多人,另外再加上“有至少3年金屬加工或金屬裝配行業工作經驗,能夠根據圖紙和零件明細獨立完成工作;精通鋼鐵加工和處理;具有小公差孔加工及螺紋切割等精密操作的經驗”,這些苛刻要求淘汰了所有應聘者。
還比如飛機文件管理經理職位,職責匯編和管理總裝線各部分總成文件;對偏離已確認設計的情況進行糾正;為飛機取得適航證書準備相關文件。由于我們民機制造與研發從未到達這個階段,該方面人才幾乎是空白。趙海山告訴記者:“招聘工作其實從2007年年初就開始,目前,我們已進行了9輪招聘,跑了4個城市,預計還會進行下去。”
飛機銷售
通用航空市場廣闊
相對機設計與制造,飛機銷售在我國出現最晚,市場化程度卻最高,人才供需大致處于動態平衡狀態。
【關鍵詞】航天復合材料;敲擊無損檢測;應力模型;上位機觸控多樣化結果顯示
1作品介紹
該作品由六個模塊組成:探頭,驅動開關電路模塊,調理電路模塊,上位機觸控模塊,信息處理模塊,結果多樣化顯示模塊(語音播報模塊,波形寬度數值顯示模塊,觸摸屏顯示模塊,蜂鳴報警模塊)。功能:本作品是通過驅動帶有傳感器的敲擊頭輕輕敲擊被檢測工件的表面,根據傳感器返回的信號來判斷材料是否存在缺陷,并將將此過程作出準確的定量顯示(包括波形的采集與數值顯示、語音播報檢測結果、蜂鳴報警、LED顯示)。
2工作原理
核心思想:敲擊檢測方法的核心思想是,當被檢測對象中存在某種缺陷時,結構整體的某些振動特征也會隨之改變,將此變化經傳感器轉化為電信號,經過調理送入單片機進行分析處理,以判斷其是否存在缺陷和脫粘等情況。組成:本作品以所選STM32F107VCT6單片機為核心,對所采集信息進行分析處理。大體上可分為兩部分,前期是選擇合適驅動電路驅動探頭敲擊,以及設計相應的調理電路,然后將信號送入單片機處理;后期是單片機與各終端的通訊;整個過程可通過上位機實現觸摸控制。模塊劃分:探頭,驅動開關電路模塊,調理電路模塊,信息處理模塊,觸控顯示模塊,語音播報模塊。
2.1敲擊頭驅動電路設計
敲擊頭采用電螺線管,帶動敲擊錘,錘頭帶有壓電傳感器,敲擊錘落下時需要保證足夠快的速度,以保證完全體現被測材料的特性,因此需要設計適合的驅動電路。
2.2調理電路
調理電路的作用的對敲擊頭產生的信號進行初步處理,以便單片機進一步采集處理。其主要包括兩部分:信號的放大和比較。
2.3觸控顯示
模塊電磁鐵的敲擊頻率被設計為通過觸控屏可調,通過按下設置按鈕,可以更改敲擊頭的頻率為2/4/8/16Hz,初始化設置采樣頻率為2Hz。采樣平均數設置按鈕,對敲擊取樣的到的數據進行求平均,和頻率一樣可以通過觸控屏來設置為每1/2/4/8次求一次平均,初始化設置為不取平均值。本設計可以通過觸控屏來更改工作的模式,工作模式分為兩種,分別是脫沾模式和內核模式,脫沾模式是檢測蜂窩復合材料的脫沾缺陷,內核模式則是檢測材料的內核狀態,上電默認為脫沾缺陷檢測;顯示控件分為采樣值、參考值、采樣次數實時顯示,采樣控件將壓電傳感器采集的脫粘值實時顯示;參考值控件為檢測標準蒙皮表面參考點,為了保證參考數值取得穩定正確,在獲取參考值時會對參考的正常目標器件進行多次取樣,并對每次取得的參考數值進行分析,拋去過于不正確的值,同時對有效的參考值進行計數,在獲得足夠的數量的樣本后對總體進行求和取平均從而得到較為準確的參考數據,采樣次數為記錄傳感器實際測量的點數;界面上可以實時顯示電池電量和蜂窩表面的脫沾程度,脫沾程度將用進度條顯示,脫沾程度大小用綠色、黃色、淺紅色、深紅色分別表示蜂窩表面的脫沾程度正常、警告、缺陷、嚴重缺陷。
2.4信息處理及結果顯示(包括語音播報、波形寬度數值顯示、LED顯示及蜂鳴報警)
經調理電路處理后的信號輸入單片機進行分析處理,隨后用語音播報、波形寬度數值顯示、LED顯示模塊來完成結果顯示,這些顯示功能都是同步的。儀器上的LED指示燈是用來顯示材料的脫粘程度,根據脫粘程度的不同,數據指示燈分為綠色,黃色,橙色,紅色三個階段(相對應的是顯示屏中的四個階段)。當有缺陷時,僅有一個蜂鳴器報警,嚴重缺陷時兩個蜂鳴器會同時響起。
3結語
本作品以所選STM32F107VCT6單片機為核心,對所采集信息進行分析處理。大體上可分為兩部分,前期是選擇合適驅動電路驅動探頭敲擊,以及設計相應的調理電路,然后將信號送入單片機處理;后期是單片機與各終端的通訊。整個過程可通過上位機實現觸摸控制。目前我們做到了演示階段,本產品的目的是做一款便攜式的敲擊檢測儀,所以需要外形設計,只用開關來進行控制,以達到檢測目的。特色:(1)該儀器作為無損檢測的一種手段,具有其他無損檢測不能取代的特點,比如在蜂窩復合材料中,蒙皮已經脫粘但是仍然和內部貼在一起,這種缺陷是超聲無法檢測到的,而該儀器可以測到。(2)傳統的敲擊檢測,對于熟練的操作人員,他們可以通過輕輕敲擊被檢測工件的表面,通過工件不同部位所發出的不同聲音來判斷材料是否脫粘,缺點是嚴重依賴于操作人員的敲擊和主觀判斷,易造成誤判和漏判。與傳統的敲擊檢測方法不同,本作品可將材料的脫粘程度進行量化并顯示出來,而且不受周圍環境噪聲的影響,對操作人員也沒有特殊的要求。
參考文獻:
[1]閻石.數字電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社,2011.
[2]童詩白.模擬電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社,2006.
[3]STM32F107VCT6數據手冊和用戶指南[Z].
關鍵詞:鋁合金;激光焊接技術;優化研究
由于鋁合金具有質地輕薄,比強度高,比高度高的優點,所以被廣泛地應用于航空航天領域和艦船領域。焊接技術可以保障材料的利用率,減少總體機器質量,同時也大大降低了所需要注入的成本。和其他焊接技術相比,激光焊接技術對焊接環境要求較低,并不需要一定在真空環境下進行,且此技術焊接能量更高、焊接精度更準、焊接效率更好,整個焊接過程都能保障集中加熱。目前,衡量一個國家工業加工水平的重要標志之一就是激光焊接技術在該國工業中所占的比重。在工業發展領先的國家中,鋁合金激光焊接技術被廣泛地應用到建造先進機器構造部件中。而隨著經濟的發展,各種高強度高韌性的鋁合金被源源不斷地研發出來,而這些多樣式的新型鋁合金對鋁合金激光焊接技術也提出了更高的要求。所以綜上所述,必須深入地對鋁合金焊接技術優化方法進行研究[1]。
1鋁合金的研究介紹
鋁元素在元素周期表中位于第三周期,原子序數為13,原子量為26.9815。相比于其它有色金屬、鋼鐵、塑料和木材,鋁更富有延展性,質地柔軟且易于成型,這些優秀特性使得鋁材料廣泛地應用于航空航天和汽車領域。可以說,鋁合金是飛機結構的理想材料。豐富的資源量,低廉的使用成本以及良好的工作性能使得鋁合金在飛機上的用量高達50%~80%。其中鋁合金占軍用飛機結構的45%~65%,而民用飛機使用量更是高達70%~80%。除了在飛機上鋁合金用量廣泛,其它航空業例如火箭鋁合金也被大量利用,絕大多數火箭的運載殼體都是采用鋁合金鑄造煉制的。1924年德國發明了第一個含鋰的鋁合金,人們驚喜地發現鋁鋰合金相比于以往的鋁合金,質量更輕,剛度更強,氣動性更好,抗防腐能方面力更強,同時還具備可回收利用的優點,大大縮減了運行和維修成本,降低了總體風險。研究表明機器構件用鋁鋰合金取代常規的鋁合金后,質量減輕10%~15%,剛度加強15%~20%,可以說是一種更加理想的航空航天材料。鑒于鋁鋰合金的這些優點,人們進一步地加以探索和研究,鋁鋰合金的研發取得了長足的進步。迄今為止,鋁鋰合金的研制發明已經進入到了第三代時期。鋁鋰合金的研發到目前為止已有七十余年歷史,在西方國家,鋁鋰合金應用到航空航天領域已經有50多年的歷史,而且還在不斷發展優化系統成分。然而在我國對于鋁鋰合金的研發探索時間卻并不長,早在上世紀六十年代,一些有見解的學者就有意識的想要加強鋁鋰合金這一領域的研究,然而由于國家提供的經費有限,我們的技術水平也無法與國外先進的技術水平相比,所以只取得了很小的成績;“八五”之后,國家加強了投資力度,因此許多高校和研究所都開展了鋁鋰合金研究課題,這個階段我們成功地研制出1420和2090鋁鋰合金,為我國鋁鋰合金的發展提供了很好的推動促進效果;“九五”期間,國家意識明顯提高,為了接軌國際水平,更加重視鋁鋰合金項目的研發,在這個階段,我國取得最明顯的成績就是2195鋁鋰合金的研制開發,并且獨立地解決了退火工藝不均勻、熱軋和冷軋及中間退火和大規格薄壁管材擠壓這些問題;“十五”之后,我國進入工程應用階段,我國對于鋁鋰合金不僅僅停留在研制開發階段,更重視將鋁鋰合金應用到實際中,國產鋁鋰合金被逐漸地應用到航空航天領域,而我國自主研發的1420鋁鋰合金更是應用到運載火箭中[2]。經過多年的科技研究和實踐應用,當前我國工業發展水平已經處于全國領先地位,航空航天領域對先進結構材料有著很大的需求。然而對于鋁鋰合金的研究,我國當前情況并不樂觀,目前我國的鋁鋰合金發展水平與國外先進國家,例如美國、俄羅斯有超過20年的差距,這一數據不得不引起我們的注意,不斷擴大領域、提升性能、開發研究新型技術已經成為亟待解決的問題。
2鋁合金的激光焊接技術優化研究
由于鋁合金具有薄壁結構,所以在鋁合金材料上使用焊接技術更加方便。焊接技術可以有效地減少成本、減輕質量、提高利用率,此種技術被廣泛地應用到行業結構建造方面。而傳統焊接技術,如:火焰焊接、電弧焊接、等離子體弧焊接,都具有熱源發散,功率密度低,工作效率低,焊接結構變形量大的缺點,因此,引入新的焊接技術迫在眉睫。
2.1激光焊接特點
上世紀六十年代,激光焊接技術作為一種新的焊接技術出現,很快就因其智能化、柔軟化、多樣化、集成化、大深寬比、焊縫小、變形量小、焊接效率高、焊縫性能好和自動化易于實現等優點被廣泛認可使用。如今激光焊接技術已經成為汽車制造業的標準焊接制造方法,而且也越來越多地被使用到航空航天行業中。激光焊接屬于高能束流焊接方法,它的作用原理是“小孔效應”[3],簡單說此原理就是指在熔池中產生小孔,通過孔壁獲取能量,形成焊縫。高能束流焊接方法除了激光焊接技術,還有電子束焊技術,只是電子束焊技術所傳遞能量的介質是高能密度電子,此種介質必須在真空環境中才能完成傳遞工作。而激光焊接技術傳遞能量介質是電磁波,在大氣下就可以進行,所需工作成本比電子束焊技術更低。在飛機制造行業中,人們通常用鉚接工藝將鋁合金材質壁板進行連接,然而鉚接工藝需要在基礎材料上打通大量工藝孔,緊密的工藝孔嚴重地影響了材料的美觀性,更是破壞了結構的連接性和整體性,而且還會加大結構的重量。與傳統工藝相比,激光焊接技術僅僅利用激光就能將鋁合金材質壁板連接起來,不需要如此繁瑣的工程,同時也保留了基礎材料的完整性。因此,航空制造業越來越多地選擇激光焊接技術進行鋁合金材質壁板連接[4]。
2.2激光焊接技術難點以及問題
盡管激光焊接技術雖然有諸多優點,然而由于鋁和鋁合金本身對激光具有高反射率和高熱導型,所以激光焊接技術也有許多難點和問題。鋁對于激光具有高反射率,例如對YAG激光,鋁的反射率接近80%,而對CO2激光,鋁的反射率更是高達90%,高強的反射率使得母本材料對激光的吸收率極差,大大降低工作效率。激光焊接熔池通常建立的又深又窄,但是激光發光率極大,傳送過程中產生大量蒸汽,如此強大的蒸汽流在通過熔池時就會使熔池中的溶液大量飛濺。激光焊接的熔池存在時間非常短,而激光焊接的焊縫冷卻速度卻很快,這樣就會導致熔池中的氣體無法排出,以氣孔形式存在其中。由于激光焊接是一種精準的焊接技術,為避免產生焊接裂紋對接頭間隙有著嚴格的要求,通常不許超過母材厚度的10%。鋁合金本身具有低電離的特點,焊接過程會產生不穩定粒子,影響焊接過程的穩定性和焊縫形狀[5]。
2.3激光焊接技術優化研究
激光焊接根據作用機制可以分為熱導焊和深熔焊兩種。二者在應用領域上各有不同,其中熱導焊應用于精密儀器以及微小零件的焊接中;而深熔焊則是大型儀器的焊接手段,深熔焊所應用的激光有三種類型,其特點如下表1所示。如表1所示,CO2氣體激光的工作介質為CO2,它的波長為10.6微米,輸出功率很高,可是輸出光束質量極差,因此并不適用于焊接;YAG固體激光的工作介質為紅寶石、釹玻璃和摻釹釔鋁石榴石等,它的輸出波長為1.06微米,和CO2氣體激光相比,YAG固體激光更容易被金屬吸收,轉化效率高且操作靈敏,因此被大量使用;光纖激光則是最新型研發的激光器,它的輸出波長在1.08微米左右,雖然它的實踐時間較短,但是具有運行成本低、光束質量高,獲得的激光功率高的優點,是非常好的激光焊接技術。
3結語
與傳統焊接技術相比,激光焊接技術具有明顯突出的優點,因此近年來應用越來越廣泛。但是由于鋁合金自身的局限性,因此鋁合金激光焊接技術仍然存在許多問題有待深入探討與解決。本文通過對鋁合金材料和目前激光焊接技術現狀的分析,探討一種新的激光焊接技術優化方法,希望通過本文的研究,對以后的激光焊接技術優化研究起到積極促進作用。
參考文獻
[1]張大文,張宏,劉佳,等.鋁合金連續-脈沖激光焊接工藝對比實驗研究[J].激光技術,2012,36(4):453-458.
[2]孫福娟,胡芳友,仝崇樓,等.消除鋁合金激光焊接缺陷與提高焊縫強度研究[J].現代制造工程,2006(6):78-80.
[3]陶汪,陳彥賓,李俐群,等.鋁合金激光點焊工藝特性研究[J].紅外與激光工程,2011,40(4):659-663.
[4]張智慧,董世運,王玉江,等.7A52鋁合金光纖激光焊接接頭組織與性能研究[J].應用激光,2014,34(6):567-571.