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1959年,我国自主设计和建造的第一座双层式铁路公路两用桥——南京长江大桥正式开工建设。在纪录片中,我们可以看到一段经典的场景:师傅将红热的铆钉投掷过去,另一位师傅接住并插入预先打好的孔中,随即用气枪将铆钉固定。这座大桥的建设中,总共使用了超过150万颗铆钉。 有趣的是,在2016年对南京长江大桥进行升级维修时,工作人员惊讶地发现,大部分铆钉仍然完好无损。经过检查,每千颗铆钉中仅有四颗需要更换!这不仅证明了当时劳动者的辛勤努力,也告诉我们一个道理:传统方法往往有其独特的优势。直到今天,飞机制造中依旧主要依靠铆接工艺。那么,问题来了,为什么轮船、汽车等行业逐渐放弃铆接,飞机却仍坚持使用呢?
首先,涉及到材料问题。飞行器的重量要求尽可能轻,这意味着飞机的外皮通常采用铝合金材料。例如,最近投入商用的C919,其使用的就是第三代铝锂合金。然而,铝合金与钢结构不同,不适合通过焊接连接。而飞机所用的复合材料也可能在焊接过程中遭受损坏。因此,飞机的连接部位仍然采用传统的物理方式——铆接。 其次,焊接会带来裂纹问题。飞机在制造完成后,至少需要服役十年以上。焊接过程中产生的微小裂纹,在飞行过程中经历反复的压力变化后,容易扩展,甚至可能导致事故发生。因此,为了确保飞行安全,飞机上几乎不使用焊接工艺。 另外,维修便利性也是铆接工艺在飞机制造中占据重要地位的原因之一。与“螺接”(常见的螺栓和螺母)相比,螺栓在飞行时因振动可能会松动,而飞机无法像汽车那样随时维修。相比之下,铆接工艺简便且可靠,同时便于拆卸,确保了飞机的长期使用。 不同部位使用的铆钉类型也是不同的。例如,在飞机内部,对空气阻力没有严格要求时,可以使用“凸头铆钉”;而在飞机外部的光滑区域,则需要使用“埋头铆钉”,这种铆钉能与飞机的蒙皮表面融合,几乎不容易察觉。
此外,还有一些特殊的铆钉,例如用于油箱的封闭型“抽芯铆钉”、适合狭小空间的“击芯铆钉”以及强度更高的“冷冻铆钉”等等。
最后,可能有些人会疑问,铆接工艺看起来如此牢固,真的能拆除吗?答案是肯定的,拆除铆接非常简单,只需直接在铆钉的中心打孔即可。
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