جوشکاری در هواپیما

نویسنده : فاطمه زهرا کریمی پور و حسین عبادی 

جوشکاری در چه قسمت‌هایی از هواپیما استفاده می‌شود و چرا؟

مقدمه

در صنعت هوانوردی، جوشکاری یکی از فرآیندهای کلیدی برای اتصال قطعات مختلف هواپیما به یکدیگر و ایجاد ساختاری مستحکم و ایمن است. این فرآیند نه تنها در ساخت هواپیماهای جدید بلکه در تعمیر و نگهداری هواپیماها نیز نقش حیاتی دارد. در این مقاله، به بررسی انواع جوشکاری‌های مورد استفاده در هواپیماها، بخش‌هایی از هواپیما که نیاز به جوشکاری دارند، و همچنین آینده جوشکاری در صنعت هوافضا  و هوانوردی  می‌پردازیم.

نوع‌های مختلف جوشکاری و کاربردهای آن‌ها

1. جوشکاری الکترودیک (SMAW)

کد جوشکاری: **6010**

- **کاربردها**:

 اتصالات فولادی، بدنه، زیرساخت‌های سازه‌ای.

- **مزایا**: 

  - **استحکام بالا**: مناسب برای اتصالاتی که نیاز به تحمل تنش‌های بالا دارند.

  - **نفوذ بالا**: الکترود 6010 به نفوذ عمیق و ایجاد اتصالات محکم کمک می‌کند.

- **معایب**: 

  - **نیاز به مهارت بالا**: جوشکار باید دارای مهارت و تجربه باشد.

 ایجاد اسپاتر**: ممکن است اسپاتر(جوش مواد مذاب) بیشتری ایجاد کند که نیاز به تمیزکاری دارد.

کد جوشکاری: **7018**

- **کاربردها**: بدنه، سازه‌های اصلی، بخش‌های مکانیکی.

- **مزایا**: 

  - **استحکام کششی بالا**: مناسب برای اتصالاتی که نیاز به تحمل تنش‌های کششی بالا دارند.

  - **مقاومت به ترک خوردگی**: الکترود 7018 مقاومت خوبی به ترک خوردگی دارد.

- **معایب**: 

  - **نیاز به پیش‌گرمایش**: در برخی موارد نیاز به پیش‌گرمایش قطعات دارد.

  - **حساسیت به رطوبت**: الکترود 7018 باید در محیط خشک نگهداری شود.

2. جوشکاری تنشی (TIG)

کد جوشکاری: **ER70S-2**

- **کاربردها**:

اتصالات دقیق، اجزای موتور، سیستم‌های هیدرولیکی.

- **مزایا**: 

  - **دقت بالا**: مناسب برای جوشکاری دقیق و تمیز.

  - **کیفیت جوش بالا**: جوش‌های تمیز و بدون ترک.

- **معایب**: 

  - **هزینه بالا**: تجهیزات مورد نیاز هزینه‌بر هستند.

  - **نیاز به تجهیزات پیشرفته**: زمان‌بر و پیچیده.

کد جوشکاری: **ER4043**

- **کاربردها**: جوشکاری آلومینیوم، قطعات سبک.

- **مزایا**: 

  - **مقاومت به ترک خوردگی**: مناسب برای جوشکاری آلومینیوم با مقاومت بالا به ترک خوردگی.

  - **سیلان خوب**: سیلان مناسب فلز جوش.

- **معایب**: 

  - **مقاومت به کشش پایین‌تر**: مقاومت به کشش کمتری نسبت به برخی دیگر از آلیاژها.

  - **حساسیت به آلودگی**: نیاز به تمیزی کامل قطعه قبل از جوشکاری.

3. جوشکاری لیزری

کد جوشکاری: **LBW (Laser Beam Welding)**

- **کاربردها**:

اتصالات بسیار دقیق، بخش‌های الکترونیکی، قطعات حساس.

- **مزایا**: 

  - **دقت بسیار بالا**: جوشکاری دقیق و با کیفیت بالا.

  - **کاهش نیاز به فرآیندهای پس از جوشکاری**: نیاز به مراحل پس از جوشکاری کاهش می‌یابد.

  - **کاهش حرارت**: حرارت کمی ایجاد می‌شود که از آسیب به قطعات حساس جلوگیری می‌کند.

- **معایب**: 

  - **هزینه بالا**: تجهیزات لیزری گران‌قیمت هستند.

  - **نیاز به تجهیزات پیچیده و تخصصی**: استفاده از این تجهیزات نیاز به مهارت و دانش خاص دارد.

قسمت‌های مختلف هواپیما و نیاز به جوشکاری

بدنه و سازه‌های اصلی

بدنه هواپیما و سازه‌های اصلی آن باید توانایی تحمل فشارها و تنش‌های شدید ناشی از پرواز را داشته باشند. جوشکاری در این بخش‌ها نقش حیاتی در استحکام و دوام هواپیما دارد. برای اتصال قطعات بزرگ مانند بخش‌های مختلف بدنه و زیرساخت‌های سازه‌ای، معمولاً از جوشکاری الکترودیک با کدهای 6010 و 7018 استفاده می‌شود.

سیستم‌های داخلی و موتور

سیستم‌های داخلی شامل سیستم‌های هیدرولیکی و موتورهای هواپیما نیاز به اتصالات دقیق و مقاوم دارند. جوشکاری تنشی با کد ER70S-2 برای قطعات فولادی و ER4043 برای قطعات آلومینیومی به دلیل دقت بالا و کیفیت بالای جوش در این بخش‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع جوشکاری‌ها تضمین می‌کنند که قطعات حساس موتور و سیستم‌های داخلی بدون هیچگونه نقصی به هم متصل شوند.

بال‌ها و سطوح کنترلی

بال‌ها و سطوح کنترلی یکی از بحرانی‌ترین بخش‌های هواپیما هستند. جوشکاری در این بخش‌ها باید به گونه‌ای انجام شود که هیچگونه ضعف و نقصی در ساختار ایجاد نشود. استفاده از جوشکاری دقیق مانند جوشکاری لیزری با کد LBW در این بخش‌ها بسیار مهم است تا از نقص‌های ساختاری و مکانیکی جلوگیری شود.

آیا در آینده می‌توان از روش‌های دیگری به جای جوشکاری استفاده کرد؟

در آینده، تحقیقات بسیاری در زمینه استفاده از روش‌های نوین و مواد پیشرفته در صنعت هوانوردی در حال انجام است. برخی از این روش‌ها شامل استفاده از مواد کامپوزیتی و تکنولوژی‌های چاپ سه‌بعدی برای تولید قطعات هواپیما هستند.

- **مزایا**: 

  - **کاهش وزن هواپیما**: مواد کامپوزیتی می‌توانند به کاهش وزن کلی هواپیما کمک کنند.

  - **افزایش کارایی**: تکنولوژی‌های جدید می‌توانند کارایی و عملکرد هواپیما را بهبود بخشند.

  - **کاهش هزینه‌های تولید**: با کاهش نیاز به فرآیندهای جوشکاری و استفاده از تکنولوژی‌های نوین، هزینه‌های تولید کاهش می‌یابد.

- **معایب**: 

  - **نیاز به تحقیق و توسعه بیشتر**: استفاده از روش‌های جدید نیازمند تحقیقات و توسعه بیشتری است.

  - **تضمین کیفیت و ایمنی مواد جدید**: باید مطمئن شد که مواد و روش‌های جدید کیفیت و ایمنی مورد نیاز را فراهم می‌کنند.

  - **هزینه‌های اولیه بالا**: استفاده از تکنولوژی‌های نوین ممکن است هزینه‌های اولیه بالایی داشته باشد.

نتیجه‌گیری

جوشکاری نقش حیاتی در ساخت و نگهداری هواپیماها دارد، اما این فرآیند با چالش‌ها و مباحث جنجال‌برانگیزی نیز همراه است. از انواع مختلف جوشکاری که در بخش‌های مختلف هواپیما استفاده می‌شوند، هر کدام با توجه به مزایا و معایب خود می‌توانند به بهبود کیفیت و ایمنی هواپیما کمک کنند. با این حال، تحقیقات و توسعه‌های آینده می‌تواند روش‌های جدیدی را به جای جوشکاری معرفی کند که به کاهش وزن و افزایش کارایی هواپیماها منجر شود. این موضوع همچنان نیازمند بررسی و ارزیابی دقیق در صنعت هوانوردی است.