搅拌摩擦焊：让飞机更轻、更坚固

搅拌摩擦焊（friction-stir welding，简称FSW）是英国焊接研究所于1991年发明的一种新型固相焊接技术。搅拌摩擦焊是固相联接，母材不熔化，工艺参数少，适合大型结构的焊接，同时焊接质量稳定，不产生凝固裂纹和气孔等缺陷，且焊接过程中不产生烟雾、弧光以及有害气体等，不污染环境。该技术的诸多优点决定了其自问世起就受到了国内外学术界与工程界的高度关注，被称为世界焊接史的第二次革命。在航空制造工业领域，搅拌摩擦焊作为飞机轻合金结构制造技术的一种发展趋势，已经取得了丰硕的成果。

Eclipse 550轻型喷气机具有同类飞机中最佳的性能、经济性和安全性，这也符合设计团队的初衷——即生产一款能在优于单引擎涡桨飞机的同时降低运营成本的双引擎喷气式飞机。Eclipse 550的飞行高度达41,000英尺，巡航速度为每小时430英里，每小时只消耗59加仑燃油，是目前市场上最高效的小型双引擎喷气机之一。

获得这种性能的一个重要原因就是使用了搅拌摩擦焊来进行组装。这是一种环保的制造工艺，使用旋转工具将两片金属连接到一起。Eclipse Aerospace的交付经理Rick Davis表示，将金属搅拌摩擦焊接在一起而不熔化任何基材金属板，相比热焊接技术能获得更快的速度和更坚固的效果。

搅拌摩擦焊是一种固态连接工艺，它使用非消耗工具（搅拌头）来连接两个工件，而不会熔化工件材料。该搅拌头沿着焊缝移动，搅拌头和被焊接材料之间的摩擦剪切阻力产生摩擦热，摩擦热使搅拌头邻近区域的工件材料受热变软从而得到了热塑化。受热变软的材料在搅拌头的锻造作用下实现工件之间的固相联接。

“这更像是一种连续的锻造工艺——它将两块金属铸成一条具有焊缝外观的细线。”Davis解释说，并补充说搅拌摩擦焊比铆接结构更牢固。

“Eclipse Aviation和Eclipse Aerospace是唯一在航空业中使用过搅拌摩擦焊的公司。”Davis说。该设备是定制的。“一切都是由Eclipse Aviation专门制造——龙门架、组件组装和控制器。”

定位对准在搅拌摩擦焊中至关重要，因此制造团队在连接之前使用定制的夹具和模具将零件夹紧到位。

Davis解释说：“由于搅拌摩擦焊过程中使用的压力，所以这些夹具非常重要，需要仔细设置和校准。”

搅拌摩擦焊工艺可显著缩短生产时间，并使机身和机翼更轻、更坚固。Davis表示：“在节省时间这一块的效果很明显，我们能在五分之一的传统制造时间内生产出机身。在制造机翼时也同样可以节省这么多时间。”

最初在Eclipse 500中应用搅拌摩擦焊的经验有助于他们组装后续型号Eclipse 550，后者具有升级的航空电子设备和改进的内部配件。

ONE Aviation,

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