Aplikace svařování třením v leteckých konstrukcích

Abstract

Slitiny hliníku řad 2XXX a 7XXX nejsou shledávány jako svařitelné s použitím tradičních metod svařování. Jsou však široce používány v leteckých a kosmických konstrukcích. Obvyklý způsob jejich spojování je pomocí nýtování. Nově vznikající technologie lineárního svařování třením rotujícím nástrojem (Friction Stir Welding - FSW) již ukázala slibné výsledky při svařování těchto slitin. V této práci jsme prozkoumali aplikace technologie FSW v leteckých konstrukcích zejména jako náhradu nýtování na panelech vyztužených stringery. Sestavili jsme výrobní postup pro daný panel a navrhli další kroky k jeho optimalizaci. Dále jsme sestavili znalostní bázi základních svařovacích parametrů a porovnali jsme nýtování a FSW na jednoduchém modelu využitím metody konečných prvků a s cílem identifikovat rozdíly v charakteru rozložení napětí v těchto vzorcích.

Aluminium alloys series 2XXX and 7XXX are not normally considered weldable by traditional methods. They are widely used as a part of aerospace structures. The common practise joining technology is riveting. Emerging technology of friction stir welding (FSW) has shown promising results in welding of these alloys. In this thesis we have investigated application of FSW technology in aircraft structures mainly as substitution of riveting on stringer reinforced panels. Manufacturing process steps were determined and further optimisation procedures were suggested. Knowledge base for setting basic welding parameters has been created and comparison of a sample of riveting and FSW technologies on a simple final element method model sample was examined in order to identify differences in stress distribution character in the riveted and FS welded samples.