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摘要 铆接是进行飞机装配的重要工程，它既要承载设计师设计思想的表达，还要保证飞机在造型完美的情况下达到刚性需求。然而，铆接装配中总会出现各种不良现象，如零件超差、干涉现象、鼓动问题、阶差现象、间隙问题、复合材料结构损伤等问题。面对随时可能出现的铆接装配问题，工作人员兵来将挡水来土掩，总能找到绝佳的途径来解决。本文主要对飞机铆接装配过程常见的故障类型展开分析，并探討了相应的解决措施。
关键词 故障类型；解决对策；复合材料；超差
中图分类号V2 文献标识码A 文章编号2095—6363（2017）03—0006—01
经数据分析，飞机铆接装配过程常见的故障问题和需要经常修理的结构损伤主要有以下几方面：操作人员由于自身疏忽导致的装配问题；由于设计失误导致的装配故障；工艺流畅不合理造成的设备故障等。关于后期的修理方案，其根本目的是为了达到设计手稿最原始的设想。因此，当飞机出现故障，要及时采取相对应的措施和方法，尽可能在最短时间内完成修复工作，弥补有可能造成的伤害。
1飞机铆接装配故障类型
飞机在制造过程会由于人为因素和非人为因素出现装配故障，最常见的有以下几种类型。
1.1零件尺寸超差
飞机制造过程由于工装可能会出现零件尺寸超差等问题，所谓尺寸超差，顾名思义即超出了公差范围，实际尺寸已经无法满足图纸或技术规范的要求。例如一个长度为10的尺子，上公差为+0，05，下公差为0，如果实际成品尺寸为10.06，即为超差。飞机装配过程如果出现尺寸超差，将会导致强度和装配的问题。如果超差零件成本低，则可以优先采取更换零件的方案；如果成本零件高，要考虑实际的超差情况，在能补偿的情况下优先采取补偿方案。
1.2阶差现象
装配过程之所以会出现阶差现象，主要原因还是在于装配技术存在缺陷和公差积累。例如当飞机的底部结构和中部结构对接后其外部却不能平滑过渡时便是因为飞机的边梁部位在装配过程出现阶差。面对这种问题，如果现象轻微，进行调整即可；如果现象严重，则必须更换零件进行重新装配。
1.3干涉现象
装配零件不存在尺寸超差的情况下，也有可能出现另外一种问题：干涉现象。出现该问题的主要原因是装配技术存在缺陷或者公差的持续积累。如果问题轻微，进行调整就可以；遇到不可调的问题则要考虑重新装配或者视干涉情况进行修理。
1.4间隙问题
不同的零件在连接时必然产生大大小小的间隙，有些是正常的，然而有些却是由零件超差、公差积累、零件变形、装配缺陷等问题造成的。不容忽视的是，某些设计上的缺陷同样会导致不可避免、甚至重复的间隙。对于各种间隙，小的可以用垫片来填补；而大的，则只能通过改变零件结构来进行补偿了。
1.5鼓动现象
所谓鼓动现象，即完成装配后的钣金零件出现大面积受力分布不均匀而导致个别部位弹性突起的现象。由于涉及到应力不均匀的问题，因此该现象经常见于飞机的地板、钛板、蒙皮等机构上。此外，除了装配过程出现的应力不均匀导致鼓动现象外，金属结构由于环境波动产生的热胀冷缩物理反应同样会导致鼓动现象。一旦出现该现象，飞机零件便会加速老化，大大缩短各部位零件寿命，因此务必要及时采取补偿或者调整等方法来消除鼓动。
2飞机铆接典型故障分析和解决措施
2.1管壁梁超差
某飞机的座舱罩管梁结构，某处管梁壁厚度尺寸未符合图纸要求，出现超差现象。由于该位置已经安装过盲孔螺母，再加上厚度超差，导致舱门合页的强度减小。
如果要更换管梁，显然成本太高，所以可以考虑是否有补偿空间。通过分析，可以发现位于超差位置的盲孔螺母周围空间充足，可以尝试托板螺母与加强片组合来替代盲孔螺母，来实现增加强度的效果。关于加强片需要强调的是，既要有足够的修理空间，又要起到辅助托板螺母固定的作用，同时还扮演着铆接过渡的角色。
2.2防火墙鼓动
钛板是防火墙结构的主要材料，由于其在装配过程对应力格外敏感，因此极易发生鼓动现象。这不仅仅会产生噪音还会将零件外形大打折扣，如果长期维持这种现象不予修复，将会大大缩短零件寿命。
防火墙钛板的厚度大约为0.5mm，对外界所能承受的应力值很低，因此最有效的办法便是增加钢度。具体方案为：1）制造L型角材；2）将其铆接到容易发生或者已经发生鼓动的区域，来增加钛板硬度。
虽然这种方法貌似解决了钛板变形的问题，但是治标不治本，因为钛板表层应力并未得到释放且零件外观已经产生形变。因此不妨从另外一个角度来解决根源，如提高工装技术等。
2.3复合材料损伤
复合材料的损伤原因虽然多样化而且伴随着各种随机性，但是90%都是由于外界冲击导致的。外界冲击对符合材料结构造成的损伤有大有小，冲击力小也许仅仅是个凹坑，冲击力大的情况下完全有可能导致其大面积穿孔。此外，复合材料结构较之于其他材料更加容易分层，因此在检修损伤区域时务必要确定其是否已经发生分层。
检测损伤区域的主要手段是x射线和超声波检测，厚度为2mm～10mm之间的壁板，可修理的最大直径为100mm；而蜂窝夹层结构，可修理的最大穿孔直径为150mm，最大面积为80cm2。
2.4铆接零件间隙
当铆接过程出现间隙，可以通过垫片填补或者调整零件结构来解决问题。例如当两个固定框通过盒型件进行连接时，在3个零件都已经成为刚体的情况下，且无法再调整设计进行补偿，拼接在一起的时候依然会产生不可避免的间隙。原因就是制造零件时候的误差和进行装配时候的误差时刻都存在，从而导致每架飞机在装配2个固定框时所产生的间隙也不同。面对这种问题，解决的途径便是在进行设计时，将盒件型的某侧变型为角材连接，并且盒件型和角材之间的连接面要相对较长，以便调整盒型件与角材铆接时候的位置，最终间接消除间隙。
3结论
实际上，以上提到的种种方法已经普遍应用。但是，依然存在一些潜在的问题需要我们加以思考：例如，能否以传统工艺为基础，摸索出一条高效而快速的补偿工艺，提高生产率；当代飞机的零件结构越发复杂，需要突破现在的工装定位技术，来满足更高的装配尺寸要求等等。总之，随着人类科技的进步，面对任何问题我们都能找到最新的思路来解决。
关键词 故障类型；解决对策；复合材料；超差
中图分类号V2 文献标识码A 文章编号2095—6363（2017）03—0006—01
经数据分析，飞机铆接装配过程常见的故障问题和需要经常修理的结构损伤主要有以下几方面：操作人员由于自身疏忽导致的装配问题；由于设计失误导致的装配故障；工艺流畅不合理造成的设备故障等。关于后期的修理方案，其根本目的是为了达到设计手稿最原始的设想。因此，当飞机出现故障，要及时采取相对应的措施和方法，尽可能在最短时间内完成修复工作，弥补有可能造成的伤害。
1飞机铆接装配故障类型
飞机在制造过程会由于人为因素和非人为因素出现装配故障，最常见的有以下几种类型。
1.1零件尺寸超差
飞机制造过程由于工装可能会出现零件尺寸超差等问题，所谓尺寸超差，顾名思义即超出了公差范围，实际尺寸已经无法满足图纸或技术规范的要求。例如一个长度为10的尺子，上公差为+0，05，下公差为0，如果实际成品尺寸为10.06，即为超差。飞机装配过程如果出现尺寸超差，将会导致强度和装配的问题。如果超差零件成本低，则可以优先采取更换零件的方案；如果成本零件高，要考虑实际的超差情况，在能补偿的情况下优先采取补偿方案。
1.2阶差现象
装配过程之所以会出现阶差现象，主要原因还是在于装配技术存在缺陷和公差积累。例如当飞机的底部结构和中部结构对接后其外部却不能平滑过渡时便是因为飞机的边梁部位在装配过程出现阶差。面对这种问题，如果现象轻微，进行调整即可；如果现象严重，则必须更换零件进行重新装配。
1.3干涉现象
装配零件不存在尺寸超差的情况下，也有可能出现另外一种问题：干涉现象。出现该问题的主要原因是装配技术存在缺陷或者公差的持续积累。如果问题轻微，进行调整就可以；遇到不可调的问题则要考虑重新装配或者视干涉情况进行修理。
1.4间隙问题
不同的零件在连接时必然产生大大小小的间隙，有些是正常的，然而有些却是由零件超差、公差积累、零件变形、装配缺陷等问题造成的。不容忽视的是，某些设计上的缺陷同样会导致不可避免、甚至重复的间隙。对于各种间隙，小的可以用垫片来填补；而大的，则只能通过改变零件结构来进行补偿了。
1.5鼓动现象
所谓鼓动现象，即完成装配后的钣金零件出现大面积受力分布不均匀而导致个别部位弹性突起的现象。由于涉及到应力不均匀的问题，因此该现象经常见于飞机的地板、钛板、蒙皮等机构上。此外，除了装配过程出现的应力不均匀导致鼓动现象外，金属结构由于环境波动产生的热胀冷缩物理反应同样会导致鼓动现象。一旦出现该现象，飞机零件便会加速老化，大大缩短各部位零件寿命，因此务必要及时采取补偿或者调整等方法来消除鼓动。
2飞机铆接典型故障分析和解决措施
2.1管壁梁超差
某飞机的座舱罩管梁结构，某处管梁壁厚度尺寸未符合图纸要求，出现超差现象。由于该位置已经安装过盲孔螺母，再加上厚度超差，导致舱门合页的强度减小。
如果要更换管梁，显然成本太高，所以可以考虑是否有补偿空间。通过分析，可以发现位于超差位置的盲孔螺母周围空间充足，可以尝试托板螺母与加强片组合来替代盲孔螺母，来实现增加强度的效果。关于加强片需要强调的是，既要有足够的修理空间，又要起到辅助托板螺母固定的作用，同时还扮演着铆接过渡的角色。
2.2防火墙鼓动
钛板是防火墙结构的主要材料，由于其在装配过程对应力格外敏感，因此极易发生鼓动现象。这不仅仅会产生噪音还会将零件外形大打折扣，如果长期维持这种现象不予修复，将会大大缩短零件寿命。
防火墙钛板的厚度大约为0.5mm，对外界所能承受的应力值很低，因此最有效的办法便是增加钢度。具体方案为：1）制造L型角材；2）将其铆接到容易发生或者已经发生鼓动的区域，来增加钛板硬度。
虽然这种方法貌似解决了钛板变形的问题，但是治标不治本，因为钛板表层应力并未得到释放且零件外观已经产生形变。因此不妨从另外一个角度来解决根源，如提高工装技术等。
2.3复合材料损伤
复合材料的损伤原因虽然多样化而且伴随着各种随机性，但是90%都是由于外界冲击导致的。外界冲击对符合材料结构造成的损伤有大有小，冲击力小也许仅仅是个凹坑，冲击力大的情况下完全有可能导致其大面积穿孔。此外，复合材料结构较之于其他材料更加容易分层，因此在检修损伤区域时务必要确定其是否已经发生分层。
检测损伤区域的主要手段是x射线和超声波检测，厚度为2mm～10mm之间的壁板，可修理的最大直径为100mm；而蜂窝夹层结构，可修理的最大穿孔直径为150mm，最大面积为80cm2。
2.4铆接零件间隙
当铆接过程出现间隙，可以通过垫片填补或者调整零件结构来解决问题。例如当两个固定框通过盒型件进行连接时，在3个零件都已经成为刚体的情况下，且无法再调整设计进行补偿，拼接在一起的时候依然会产生不可避免的间隙。原因就是制造零件时候的误差和进行装配时候的误差时刻都存在，从而导致每架飞机在装配2个固定框时所产生的间隙也不同。面对这种问题，解决的途径便是在进行设计时，将盒件型的某侧变型为角材连接，并且盒件型和角材之间的连接面要相对较长，以便调整盒型件与角材铆接时候的位置，最终间接消除间隙。
3结论
实际上，以上提到的种种方法已经普遍应用。但是，依然存在一些潜在的问题需要我们加以思考：例如，能否以传统工艺为基础，摸索出一条高效而快速的补偿工艺，提高生产率；当代飞机的零件结构越发复杂，需要突破现在的工装定位技术，来满足更高的装配尺寸要求等等。总之，随着人类科技的进步，面对任何问题我们都能找到最新的思路来解决。