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1、1航空维修管理航空维修管理 2第四章第四章 民用航空器维修技术民用航空器维修技术 3主要内容第一节第一节 失效分析技术失效分析技术 第二节第二节 修理技术与工艺修理技术与工艺第三节第三节 无损检测方法无损检测方法 4第一节第一节 失效分析技术失效分析技术 1.1概述概述产产品品或或零零部部件件丧丧失失原原设设计计所所规规定定的的功功能能的的现象，称为失效。现象，称为失效。包含以下三种情况：完全不能继续服役已部分失去原有的功能。 能运行完成功能，但由于受损不能安全可靠地继续服役。5出现上述三种情况中的任何一种，就认为产品已经失效了。如汽轮机在运转中突然发生叶片断裂而停止运转，完全不能工作，属于第
2、一种失效；车床主轴因磨损而产生跳动，达不到标准要求的精度，虽然还能继续使用，但可认为也已经失效，这属于第二种失效；机械整体功能并无任何变化，但其中某个零件部分或全部失去功能，此时机械虽还能正常工作，但在某些特殊情况下就可能导致重大事故，这种机械失去安全工作能力的，属于第三种失效，如火车的紧急制动失灵等。6根据工件损坏的特点，所承受载荷的形根据工件损坏的特点，所承受载荷的形式及外界条件，可将失效分为下列几式及外界条件，可将失效分为下列几种类型：种类型：（一）变形失效 （二）断裂失效 （三）腐蚀失效 （四）磨损失效 （一）变形失效 变形失效包括弹性变形失效、塑性变形失效、蠕变变形失效。其特点是非突
3、发性失效，一般不会造成灾难性事故。7（1）过量弹性变形失效金属零件或构件在外力作用下总要发生弹性变形。在一些机器结构中有时需要选用弹性模量小、强度高并能承受较大弹性变形的材料来制造弹性元件，如各种弹簧；但大多数零件在工作时要限制其过量的弹性变形，即要求有足够的刚度，如镗床的镗杆，车床的主轴，若发生过大的弹性变形会影响被加工零件的精度。（2）塑性变形失效塑性变形失效是零件的实际工作应力超过材料的屈服强度引起的。因此，屈服强度是衡量材料承载能力的重要力学性能指标。（3）过量蠕变失效过量蠕变失效是零件或构件在高温、长时间在力的作用下产生的缓慢塑性变形失效。过量变形失效是非突发性失效，一般不会造成灾难
4、性事故，但有时塑性变形失效和过量蠕变失效也可能造成灾难性事故，需加以注意。8（二）断裂失效（1）塑性断裂失效零件在所受应力超过其断裂强度，在断裂前有一定程度的塑性变形的失效称为塑性断裂失效。其特点是断裂前有一定程度的塑料变形，一般是非灾难性的。（2）脆性断裂失效 断裂前无明显的塑性变形，它是突然发生的断裂，断裂时名义应力低于或远低于材料的屈服极限。这种断裂经常发生在有尖锐缺口或有裂纹的零件中，特别是在低温或冲击载荷作用下。脆性断裂往往带来灾难性的后果，如飞机坠毁、轮船沉没等。9（二）断裂失效（3）疲劳断裂 在交变载荷反复作用下发生的断裂称为疲劳断裂：疲劳的最终断裂是瞬时的，因此危害性较大，常在
5、齿轮、弹簧、轴、模具等零件中发生。疲劳的最终断裂是瞬时的，它的危害性较大，甚至会造成机毁人亡的重大损失。工程上断裂占有大多数，约占失效总数的80%以上。10（二）断裂失效（4）蠕变断裂失效 在高温缓慢变形过程中发生的断裂属于蠕变断裂失效。最终的断裂也是瞬时的。在工程中觉的多属于高温低应力的沿晶蠕变断裂。11（三）腐蚀失效金属与周围介质之间发生化学或电化学作用而造成的破坏，属于腐蚀失效。其中应力腐蚀、氢脆和腐蚀疲劳等是突发性失效，而点腐蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀和大部分均匀腐蚀失效不是突发性的，而是逐渐进展的。腐蚀失效的特点是失效形式众多，机理复杂，占金属材料失效事故中的比率较大。12（四）磨损失效
6、 磨损是零部件失效的一种基本类型。通常意义上来讲，磨损是指零部件几何尺寸（体积）变小。磨损失效所造成的后果一般不像断裂失效和腐蚀失效那么严重，然而近年来却发现一些灾难性的事故来自磨损。磨损失效主要有：沾着磨损、磨粒磨损、接触疲劳磨损、微动磨损、气蚀等几种失效形式。13141.2航空器常见失效分析航空器常见失效分析 一、疲劳断裂失效分析一、疲劳断裂失效分析 在飞机、发动机及机载设备中，有许多零部件，如轴、齿轮、弹簧等，都是在交变应力下工作的，它们工作时所受的应力通常都低于材料的屈服强度。零部件在这种交变载荷下，经过较长时间工作而发生断裂的现象叫做金属的疲劳。据统计，航空器零部件机械失效案例中，疲
7、劳断裂的案例最多。另外，疲劳断裂前无明显的塑性变形，断裂是突然发生的，具有很大的危险性，常常造成严重的事故。 （一）疲劳应力 由于金属的疲劳是在交变应力下经过一定循环周次之后才出现的，所以首先需要了解交变应力的特性。 交变应力是指应力的大小或方向都随时间发生周期性变化(或无规则变化)的应力。在交变载荷下，金属承受的交变应力和断裂循环周次之间的关系，通常用疲劳曲线来描述。研究发现，金属承受的最大交变应力愈大，则断裂时应力交变的次数N愈少，反之， 愈小，则N愈大。 1516（二）疲劳断裂的影响因素 （1）应力集中的影响 （2）尺寸的影响 （3）温度的影响 （4）其它影响因素 （1）应力集中的影响
8、零件受载时，在几何形状突然变化处，如圆角、孔、凹槽等，要产生应力集中，对应力集中敏感还与材料有关，常用有效应力集中系数（可查有关手册）来考虑应力集中对疲劳强度的影响。17（2）尺寸的影响 零件尺寸的大小对疲劳强度的影响可以用尺寸系数（可以查有关手册）来表示。当其他条件相同时，尺寸越大，对零件疲劳强度的影响越显著。18（3）温度的影响温度是影响疲劳强度的另一个重要因素。当材料在低于蠕变温度(例如，对于铝合金，蠕变温度为205C)的高温下工作时，高温对长寿命疲劳的影响是降低其疲劳强度，并使材料的SN曲线不再存在水平的直线段，即不再存在疲劳极限了。在飞机结构中，由于飞机高速飞行时的气动加热及发动机开
9、车、停车等原因，结构或构件内存在温度梯度。飞机结构是一个高度静不定结构，会限制构件的自由膨胀和收缩。通常，飞机上遇到的低温只有摄氏负几十度左右，一般金属材料在这种温度下的疲劳强度较室温下的疲劳强度高，所以，飞机结构在低温下的疲劳强度不是一个严重问题。19（4）其它影响因素冷作硬化和残余应力对疲劳强度有相当大的影响。金属材料的热处理方法及工艺过程对材料的静强度及其它机械性能有明显影响，同样对材料的疲劳强度也会有明显影响。工艺因素会影响结构的疲劳强度。例如，过度的强迫装配会影响疲劳强度。间断出现的少数大载荷对疲劳寿命有非常重大的影响。在程序加载疲劳试验中，加上一些低于疲劳极限的交变载荷会降低疲劳寿
10、命。噪声环境对结构的疲劳强度也有影响。2021二、航空器的腐蚀损伤二、航空器的腐蚀损伤 航空器的腐蚀损伤是航空器最严重损伤形式之一。它危及着航空器的飞行安全。 为保证航空器的飞行安全，降低维修费用，机务维修人员必须及时发现航空器的腐蚀损伤，并采取相应的维修措施。 221 腐蚀类型（1）电偶腐蚀（2）牺牲性腐蚀 （3）缝隙腐蚀 （4）丝状腐蚀 （5）点腐蚀（6）晶间或晶界腐蚀 （7）剥层腐蚀 （8）微生物腐蚀 （9）水银腐蚀 （10）化学剂腐蚀 （11）气氛腐蚀 （12）应力腐蚀 （13）摩振腐蚀 （1）电偶腐蚀两种或两种以上的具有不同电位的金属相接触时产生的腐蚀称为电偶腐蚀。它是一种典型的电化
11、学腐蚀。23（2）牺牲性腐蚀 为了保护基体金属，避免基体金属腐蚀，经常采用的较为有效的防护措施是通过滚压、电镀或喷涂等方法，在基体金属上形成一层金属保护薄膜层。这层金属保护薄膜能起到隔离腐蚀介质的作用。24（3）缝隙腐蚀金属与金属或金属与非金属之间，由于存在特定的狭小缝隙，限制了与腐蚀有关物质（如溶解氧等）的扩散。从而形成以缝隙为阳极的（氧）浓差电池，使缝隙内金属发生强烈的局部腐蚀。这种腐蚀称为缝隙腐蚀。25（4）丝状腐蚀丝状腐蚀是一种特殊形式的缝隙腐蚀，多数情况发生在保护膜下面，又称膜下腐蚀或漆膜下腐蚀。它在某些金属保护层下按难以预知的方向扩展。腐蚀产物将漆膜拱起，呈现线丝状。26（5）点腐
12、蚀金属表面上产生的点状、小孔状的一种极为局部的腐蚀形态称为点腐蚀，或称为孔腐蚀。结构修理中常将点腐蚀称为“麻坑”。27（6）晶间或晶界腐蚀沿着晶粒边界或晶粒之间发生的选择性腐蚀称为晶间腐蚀（或晶界腐蚀）。晶界是高能区，具有更强的化学活性。当晶界活泼性达到某一程度，就会产生晶间或晶界腐蚀。晶间或晶界腐蚀通常从构件边界或紧固件孔处产生并扩展。28（7）剥层腐蚀剥层腐蚀是一种特定形式的晶界腐蚀。具有晶界腐蚀倾向的铝合金经过锻造、挤压、滚压或冲压后，晶粒变成宽长而扁平的形状，在一定的腐蚀环境中就容易产生剥层腐蚀。29（8）微生物腐蚀霉菌繁殖所产生的分泌物对构件的腐蚀称为微生物腐蚀。对于航空器结构而言，
13、微生物腐蚀主要发生在结构油箱内，其他的金属容器，如盛放含有微生物的溶液时，也可能发生这类腐蚀。30（9）水银腐蚀水银泼溅以后，会迅速地、严重地腐蚀航空器结构。这种腐蚀是在铝合金表面出现灰白色粉状物或绒毛状物。室温下，如果铝合金表面的保护层损坏的话，水银与铝合金会迅速地汞齐化。水或潮湿空气会加速汞齐化过程。受力的铝合金构件汞齐化后，会迅速地萌生裂纹。31（10）化学剂腐蚀当航空器构件直接接触侵蚀性化学剂或受到化学剂蒸气的作用时，都会产生化学剂腐蚀。主要化学剂种类：p电瓶电解液p维护液：消毒剂、除臭剂、清洗液或涂层清除剂等p货仓化学剂p液压油p除冰雪化学剂p厕所泄漏p灭火剂32（11）气氛腐蚀金属
14、及其镀层在特殊的气氛环境中，特别是在微量有机酸或无机酸物质的加速作用下，产生的腐蚀称为气氛腐蚀。对锌、镉镀层的气氛腐蚀也称为锌、镉镀层长“白霜”。机载设备、仪表内元件的腐蚀多为气氛腐蚀。33（12）应力腐蚀当构件在特定的腐蚀环境中工作时，即使恒定拉应力低于材料的强度极限，经过一段时间后，构件也可能发生突然的脆断。这种在恒定拉应力和特定介质环境联合作用下裂纹形成和扩展的过程称作应力腐蚀破坏。34（13）摩振腐蚀指在加有载荷的两块相互接触材料表面之间，由于摩擦、振动以及与腐蚀介质的联合作用而产生的腐蚀，有时也称它为微动腐蚀、摩擦氧化或磨损氧化。35362 腐蚀产物的清除 如果在航空器的维修检查中发
15、现腐蚀，必须及时清除腐蚀产物。这是因为：腐蚀产物是一种或多种多孔盐类，吸潮性较强，起加速腐蚀的作用。如果不及时清除腐蚀产物，将会使腐蚀变得越来越严重。有时由于没有及时清除轻度的腐蚀损伤，使腐蚀加剧而超出可允许损伤范围，最后不得不进行加强或更换修理，导致维修费用的大大提高。如果结构的腐蚀严重，可能会危及飞行安全。因此，对于产生严重腐蚀的结构，应及时清除腐蚀产物，并做适当加强修理。清除腐蚀产物的方法有两种：机械法和化学法。 37第二节第二节 修理技术与工艺修理技术与工艺 航空器是一种先进而复杂的综合装置，它集中了机械、电子、液压、化工、动力等许多领域的先进技术，所以无论是制造还是翻修，都要有先进的
16、工艺，技术和手段。对于翻修来说，虽然绝大部分的工艺和技术都要承袭制造的工艺和技术，但在某些情况下，为了杜绝重复故障和缺陷，进一步改善和提高性能，确保使用安全，延长使用寿命，就要采取相应的、与制造不同的方法和手段。 382.1 铆接修理铆接修理 铆接是属于一种不可拆卸的连接形式，它同其他连接形式相比，工艺过程简单；连接强度稳定可靠；检查和排除故障容易；能适应较复杂的结构及各种金属、非金属材料之间的连接。但也有不少缺点，如既降低了结构强度，又增加了结构重量；铆接易产生变形；在较为复杂的装配件上不易实行机械化和自动化操作；手工劳动工作量大；生产效率低；劳动条件差等。 391 结构修理基本原则（1）保
17、持原有强度（2）保持原有的外形（3）保持最小重量 402 翻修中常用的几种铆接方法（1）普通铆接（2）密封铆接（3）特种铆接412.2 焊接修理焊接修理焊接是将两个或两个以上的零件，在外界某种能量的作用下，借助于各零件接触部位的原子或分子间的相互结合力连接成一个不可拆的整体的工艺过程。焊接和铆接比较，具有省工、省料、结构重量轻的优点，所以焊接技术被广泛应用于航空工业制造部门。翻修中也广泛用来修复航空器的各种零件。根据焊接过程中焊接部位金属所处的状态不同，焊接方法可分为熔焊、压焊和钎焊。 42熔焊熔焊是将接触部位的金属局部加热至熔化状态，加入或不加入熔融的填充金属而形成熔池，待熔池冷却凝固后，形
18、成牢固的焊缝。翻修中常用的熔焊有气焊、电弧焊、氩弧焊等，等离子弧焊和真空电子束焊也正在逐步应用。43压焊压焊是在焊接时施加一定的压力、促使接触处的金属相结合的焊接方法。施加压力时，被焊金属的接触处可以加热到塑性状态，也可以加热到熔化状态。翻修中常用的压焊有点焊和缝焊等。44钎焊钎焊是把比被焊金属熔点低的焊料金属加热到熔化，但被焊金属不熔化，熔化的焊料金属在被焊金属的间隙中凝固形成焊缝，从而达到相互结合的焊接方法。翻修中常用的钎焊有锡焊、铜焊和银焊等。452.3胶接修理胶接修理利用在联接面上产生的机械结合力、物理吸附力和化学键合力而使两个胶接件连接起来的工艺方法。胶接不仅适用于同种材料，也适用于
19、异种材料。胶接工艺简便，不需要复杂的工艺设备，胶接操作不必在高温高压下进行，因而胶接件不易产生变形，接头应力分布均匀。在通常情况下，胶接接头具有良好的密封性、电绝缘性和耐腐蚀性。由于胶接具有自己独特的优点和用途，各行各业都离不开它。在航空器的制造和翻修中也同样占有重要的地位。 4647翻修中用胶接技术修复的零件和部位还是很多的，现列举如下：玻璃钢雷达罩局部损伤(表面擦伤、破损)和脱胶的修补。橡胶软油箱的局部损伤和脱胶的修补。电器胶木零件裂损的修补。一些受力不大的镁合金支架的修补。排除座舱的漏气。排除整体油箱的渗漏。座舱防弹玻璃和安全玻璃的修复。机体表面局部外形的修整。 482.4 热处理热处理
20、热处理是改变材料机械性能的一种有效办法。常用来改善和提高零件的机械性能，以便发挥零件的最大效能；或者用作零件制造过程中的中间处理，以改善零件的加工性能。 49结构钢的热处理包括：（1）高温退火(完全退火) （2）快速退火(不完全退火)（3）低温退火(再结晶退火或高温回火) （4）正火(正常化)（5）淬火（6）高频表面淬火（7）等温淬火（8）回火（9）调质(定性处理)（10）时效处理(时化、稳定处理或稳定回火)50（1）高温退火(完全退火)高温退火(完全退火) 将钢件加热到一定温度保温，然后以一定的速度或随炉缓慢冷却。其目的是为了消除加工内应力，防止开裂变形；降低钢的硬度和强度，提高韧性和塑性；
21、改善切削加工性能；为淬火准备组织，减少淬火时的变形、开裂及过热倾向。51（2）快速退火(不完全退火) 快速退火(不完全退火) 将钢件加热到一定温度保温，厚零件置于空气中冷却，而薄的零件则随炉冷却至各种不同的规定温度后空冷。其目的是消除冷、热加工后的内应力，防止变形开裂，降低硬度及强度，改善切削加工性能。52（3）低温退火低温退火(再结晶退火或高温回火) 将钢件加热到一定温度保温，然后在空气中冷却。其目的是消除冷塑性变形和机械切削加工硬化及内应力，恢复塑性；降低硬度及强度，改善切削加工性能。53（4）正火(正常化) 正火(正常化) 将钢件加热到一定温度保温，然后在空气中冷却。其目的是使组织均匀和
22、晶粒细化；少许提高机械性能；改善切削加工性能；消除加工内应力，为淬火准备组织和减少淬火变形及开裂。54（5）淬火淬火 将钢件加热到一定温度后保温一定时间，完成相变(或固溶体溶解)，随后在水、油或其他介质中迅速冷却。其目的是提高钢的机械性能(硬度、耐磨性和强度)或改善钢的物理及抗蚀性能。55（6）高频表面淬火 高频表面淬火 用高频电流将钢件表面迅速加热到一定温度，随后快速冷却。其目的是使零件表面获得高的硬度和耐磨性，并提高疲劳极限，而心部则保持高塑性和韧性；大大减少淬火变形及开裂倾向；减少零件表面的氧化和脱碳现象。56（7）等温淬火 等温淬火 按一般淬火方法加温保温后，在具有一定温度的液体介质中
23、冷却，并保持一定的时间，随后在空气或热水中冷却。可使钢获得较高的塑性和韧性，减小淬火时的翘曲、变形和开裂倾向；减小缺口敏感性。57（8）回火回火 将淬火后的钢件加热到一定温度保温，随后在空气、水或油中冷却。其目的是提高塑性、韧性，消除由淬火产生的内应力，以减小变形及开裂倾向，稳定零件的形状和尺寸。58（9）调质(定性处理) 调质(定性处理) 淬火后高温回火，即将钢件加热到比淬火时高10-20(或20 30)，保温后进行淬火，然后在400-720温度下进行高温回火，其目的是使组织均匀细化；为淬火准备组织，减小淬火变形及开裂；改善切削加工性能，提高加工表面光洁度，获得在塑性、韧性和强度方面配合良好
24、的综合机械性能。59（10）时效处理时效处理(时化、稳定处理或稳定回火) 将钢件加热到120-150C或更低温度(80-120)，长时间保温(5-20小时)后，随炉或取出在空气中冷却。其目的是消除或减小淬火后钢内组织的微观应力、机械加工残余应力，防止变形及开裂；稳定组织以稳定零件形状及尺寸。606162632.5表面处理工艺表面处理工艺表面腐蚀、磨损等是航空器经常出现的表面故障和缺陷，一般可采用表面处理的方法来修复。 64常用的表面处理工艺常用的表面处理工艺（1）铝合金零件的阳极化处理 （2）镁合金零件的氧化处理 （3）钢零件的电镀 （4）铜制零件的镀锡、镀银 （5）金属和非金属材料零件的涂(
25、喷)漆 65（1）铝合金零件的阳极化处理 航空器中凡是用铝合金材料制造的零件(除了用防锈铝制造的油箱，或需要有良好导电性能的零件)一般都要进行阳极化处理，以提高零件的防腐性能，或者作为专用的装饰覆盖层。经常采用的有黄色阳极化、无色阳极化和专用着色阳极化。66（2）镁合金零件的氧化处理镁合金材料的特点是重量轻，强度较高。故在航空器常用来制作一些受力不太大的支座、支架和框架、整流边条等，用途比较广泛。但其耐腐蚀性在某些条件下不够理想，如在潮湿和含盐份的环境中易被腐蚀，所以对于镁合金零件必需采取有效的表面保护措施，其中最基本的措施就是氧化处理。67（3）钢零件的电镀1)镀锌、镀镉翻修中，钢零件电镀工
26、艺用得较多的有镀锌镀镉，主要用来提高钢质零件的防锈性能。镀锌层在大气及工业大气中具有较高的防护性能，在矿物油中也能可靠地防止零件腐蚀，但在与海雾、海水直接接触的情况下其防护性能不如镉镀层。682)镀铬翻修中，镀铬工艺主要用于修复零件原镀铬层和恢复、加大零件尺寸。修复原镀铬层航空器中，镀铬的零件是比较多的。这些零件常见的故障有铬层脱落、磨损和划伤等，一般可用退铬后重新镀铬的办法修复，如飞机起落架作动筒、飞机和发动机附件上的油针、活门，以及发动机压气机轴、涡轮轴等。692)镀铬恢复和加大零件尺寸航空器中，不但在工作时有相对活动的镀铬零件上会产生磨损、划伤等故障，对于那些在工作时无相对活动的非镀铬零
27、件上也会因为装配不当、腐蚀等原因产生划伤和麻点。翻修中对于那些比较昂贵的零件，或为了避免今后这类重复故障的产生，往往也用镀铬的方法修复。一般先用机械加工的办法(车、铣、铰、磨)除去划伤和麻点，再镀铬恢复尺寸，必要时可适当的加大，以便达到原来的配合要求。如飞机起落架大轴、机翼对接螺栓等，当其安装孔有划伤和麻点时，可以刮削或铰孔除去划伤和麻点，而将大轴或对接螺栓相应地镀铬加大。70（4）铜制零件的镀锡、镀银镀锡、镀银是电气、无线电系统和机载设备翻修时常用的表面处理工艺。镀锡的用途有：改善零件的焊接性；防止导电零件表面氧化，从而稳定其接触电阻；防止电线在橡胶中硫的作用下对铜的腐蚀；作为氧气系统中零件
28、的防护层。71（4）铜制零件的镀锡、镀银翻修中需要镀锡处理的零件有搭铁线、接线柄、氧气系统导管接头等。对于那些导电性、接触电阻要求更高的零件，就必须用镀银来取代。镀银的主要用途是：提高铜及铜合金零件导电性、稳定接触电阻和要求高度反射率的零件；要求插拔、耐磨性能的零件；要求高频导电的零件。72（5）金属和非金属材料零件的涂(喷)漆涂漆是翻修中用途最广的表面保护方法，它适用于各种材料。航空器中除了表面有特殊要求的零件外，一般都以涂漆作为零件表面处理的最后一道工序。根据用途，翻修中常用的涂漆层分一般用途类和特殊用途类。732.6喷丸强化技术喷丸强化技术喷丸过程就是将大量弹丸喷射到零件表面上的过程，有
29、如无数小锤对表面锤击，因此，金属零件表面产生极为强烈的塑性形变，使零件表面产生一定厚度的冷作硬化层，称为表面强化层，此强化层会显著地提高零件的疲劳强度。 测评强化丸质量有三个基本参数：强度、覆盖率、表面粗糙度。影响喷丸强度的工艺参数主要有：弹丸直径、弹流速度、弹丸流量、喷丸时间等。弹丸直径越大，速度越快，弹丸与工件碰撞的动量越大，喷丸的强度就越大。喷丸形成的残余压应力可以达到零件材料抗拉强度的60，残余压应力层的深度通常可达0.25mm，最大极限值为mm左右。喷丸强度需要一定的喷丸时间来保证，经过一定时间，喷丸强度达到饱和后，再延长喷丸时间，强度不再明显增加。742.6喷丸强化技术喷丸强化技术
30、喷丸强化是用高速度弹丸(玻璃丸或钢丸)撞击金属零件表面使之产生残余压应力并形成细化亚晶粒的冷作硬化层，从而提高零件疲劳强度和抗应力腐蚀能力的一种工艺方法。它具有效率高、成本低、强化效果明显等特点，故在航空工业中得到愈来愈广泛的应用。常用的喷丸强化工艺有干喷丸、水喷丸和旋板强化工艺。 飞机、发动机上采用喷丸强化工艺的零件品种很多，包括：起落架气门摇臂、活塞、曲轴、齿轮、主副连杆、金属螺旋浆、活塞发动机机匣、压气机叶片、涡轮叶片等等。 752.7挤压强化技术挤压强化技术挤压强化工艺是提高结构疲劳强度的一项十分有效的冷加工方法，它是用冷挤压的办法，有效地控制孔内或开口周围材料表面层的塑性变形，使孔或
31、开口表面形成具有一定的残余压应力的强化层，以此减弱外加交变载荷中的拉应力，从而提高了疲劳强度。试验结果表明，经挤压强化的孔和开口，其疲劳寿命可延长46倍。挤压强化技术已成功地用于各种飞机的重要构件，如波音-707、-747飞机上关键部位孔都进行了强化，并且配备了专门用来挤压强化的拉拔枪；法国SA-321直升机旋翼接头上的螺栓孔和苏联的米格17、19、21飞机机翼大梁螺栓孔等，在修理、制造过程中都进行了挤压强化。据试片疲劳对比试验，挤压过的试件疲劳寿命比未挤压的高5-6倍。 762.8刷镀技术刷镀技术电镀的新技术，它具有设备简单、施工灵便、镀层种类多、应用范围广、结合强度高、镀积速度快等优点，特
32、别是它能够以十分简易的手段解决大型零件的局部电镀，并具有不需要拆卸就可修复零件表面的某些缺陷的特点，为飞机、发动机等航空技术装备的维修和现场抢修提供了一种理想的维修新工艺。许多飞机制造厂、飞机维修基地，采用刷镀技术对飞机、发动机、起落架、航空仪表及附件的磨损、腐蚀进行修复，并已取得令人满意的结果。使用刷镀工艺可修复机件的磨损、压坑、腐蚀、划伤以及电气线路、接点等。 772.9热喷涂技术热喷涂技术热喷涂技术是把丝(棒)状或粉末状材料加热到熔化或软化状态，并进一步雾化、加速，然后沉积到要喷涂的零件或基体材料上。许多金属、合金、氧化物、难熔化合物甚至有机塑料都可以使用热喷涂技术，喷涂到各种各样的金属
33、和非金属基体上以获得具有耐磨、耐热和耐氧化、防腐蚀、电绝缘或导电等各种不同性能的涂层，和用以控制机械零件间隙的可磨耗封严涂层，及用以恢复尺寸的修补涂层。与其他表面处理工艺比较，热喷涂工艺具有以下特点：喷涂材料广泛，所获得的涂层性能也非常广泛，并适用于各种基体材料，用途广；设备简单，通用性强，操作程序少，速度快，生产效率高；基体材料变形小，无热变形。78常用的热喷涂工艺有以下几种类型（1）以气体燃烧为热源的：火焰喷涂，爆炸喷涂。（2）以电弧为热源的：电弧喷涂；等离子喷涂；等离子喷焊。79第三节第三节 无损检测方法无损检测方法 3.1 目视检测法目视检测法 目视检测法是指仅用人的眼睛或眼睛与一些辅
34、助设备，对飞机构件表面做直接观察，发现构件表面损伤，并根据个人的技能和技术规范对损伤做出判断和评价。目视检测法可以借用的简单工具有：照明设备、放大镜、反光镜、测量器具和内窥镜等。在对飞机进行的维护工作中，目视检测法是最基本、最常用的检查方法。在对飞机进行其他的无损检测之前，对能目视到的部位，都应进行必要的目视检测法。801、飞行前绕飞机一周检查 所谓状态良好，就是飞机的状态能保证它圆满地完成所要执行的飞行任务，并且，机务人员要绕飞机一周目视检测飞机的整体情况，以确定飞机完全可以安全顺利地完成预定的飞行任务。2、对机体表面的目视检测(1)对机体表面腐蚀损伤的目视检测(2)对飞机紧固件的目视检测(
35、3)对表面裂纹的目视检测如果怀疑结构外表面某处有裂纹，也可以借助照明设备，放大镜等进行目视检测。(4)对某些部件的内部进行目视检测 对部件内部进行目视检测，通常要借助内窥镜进行。孔探是典型的目视检查方式818283843.2 超声波检测法超声波检测法1、超声波特性和超声波检测法的原理、超声波特性和超声波检测法的原理由于超声波在异质界面上会发生反射、折射等现象，尤其是不能通过气体固体界面。如果金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷（缺陷中有气体）或夹杂，超声波传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射。反射回来的超声波被探头接收，通过仪器内部的电路处理，在仪器的荧光屏上就会显示出不同高度和有一定间距
36、的波形。可以根据波形的变化特征判断缺陷在工件重的深度、位置和形状。 852、超声波探测法的适用范围及优缺点 超声波检测法可用于金属、非金属、复合材料制件的损伤探测，既可以检测工件内部的缺陷，也可以检测工件表面的缺陷。可用来检测裂纹、分层、夹杂，气孔、裂纹、疏松等缺陷，焊缝中的裂纹、气孔、未焊透等缺陷，复合材料的分层、脱胶等缺陷，还可以测定工件的厚度。优点：超声波对于检测表面或内部缺陷都是一种灵敏度很高的方法。检测使用的超声波对人体和环境无害，设备轻便，便于携带，可进行现场检测。局限性：不适用于形状复杂或表面粗糙工件的损伤探测；若对工件中的缺陷作精确的定性、定量分析，需要有参考标准。 863.3
37、 X射线检测法射线检测法1、 x射线的特性和x射线检测法的基本原理 当x射线透过被检工件时，有缺陷的部位，如气孔、非金属夹渣等和无缺陷部位的基体材料对x射线的吸收能力不同。以金属为例，缺陷部位所含空气、非金属夹杂物对x射线的吸收能力远远低于金属的吸收能力，这样，通过有缺陷部位的射线强度高于无缺陷部位的射线强度。当用感光胶片来检测射线强度时，在内部有缺陷的部位就会在感光胶片上留下黑度较大的影像 。872 、x射线检测法的应用及优缺点 (1)优点 几乎适用于所有材料，而且对工件形状及表面情况均无特殊要求，适用于飞机上结构件的原位检查；不但可检测出材料表面缺陷，还可以检查出材料内部缺陷；对目视可达性
38、差或被其他构件覆盖的结构件，如蒙皮覆盖下的桁条、框、肋等，都可以用x射线检测法来检查损伤情况；能直观显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定量分析；感光胶片能长期存档备查，便于分析事故原因；对被检工件无破坏、无污染。88(2)局限性射线在穿透物质的过程中因被吸收和散射而衰减，使得用它检测工件的厚度有一定的限制；x射线检测设备一次性投资大，检测费用高；射线对人体有伤害，检测人员应作特殊防护。 893.4 涡流检测法涡流检测法 1、涡流检测法的基本原理和检测方法 (1)涡流检测法的基本原理涡流检测法是以电磁感应原理为基础的。在检测线圈上通交变电流(即激励电流)，会在线圈的周围产生一个交变的磁场(初级磁
39、场)，如果将线圈靠近被检测的导电工件，工件内会感应出交变电流涡流，并在工件及其周围产生一个附加的交变磁场(次级磁场)，见图4-4。次级磁场与初级磁场方向相反，并会在线圈中感应电动势。这样，通过测量线圈中电流变化量，就可以确定次级磁场的变化情况。如果试件表面(或近表面)有裂纹，势必使涡流的流动发生畸变，影响次级磁场，导致线圈中电流的变化，从而反应出工件中缺陷的情况。 90(2)涡流检测方法1)独立检测法独立检测法主要是由一个电桥式涡流设备和一个探测器组成。2)对比检测法对比检测法是用两个探测器，其中一个接触参照材料进行检测，同时，另一个接触要检测的工件进行检测，如果被检测的工件有缺陷，两个材料的
40、区别就在测量表上指示出来912、检测线圈放置方法(1)穿过式线圈(2)内通过式线圈(3)放置式线圈图4-7 检测时线圈和式样的相互位置关系(a)穿过式线圈；(b)内通过式线圈；(c)放置式线圈 923、涡流检测法的应用 涡流检测法适用于检测导电材料制件的表面或近表面损伤，如裂纹、折叠、气孔、夹杂等的检测。不适用于热处理的碳钢或合金钢等强磁性材料构件的损伤检测，因为强磁性材料不均匀的导电率会影响测量结果。涡流检测法设备简单、操作方便、成本低，易于实现自动化操作，速度快，无需对检测表面做特殊清洁和准备工作，便于进行现场检测。对导电材料制件表面或近表面的疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹有很高的灵敏度，特别适用
41、于飞机结构中的铝合金构件。 933.5 磁粉检测法1、磁粉检测的基本原理和方法(1)磁粉检测的基本原理当铁磁性工件被磁化后，如果工件表面或近表面存在缺陷，造成局部磁阻增大，磁力线在缺陷附近弯曲，呈绕行趋势。溢出磁力线叫缺陷漏磁，形成缺陷漏磁场，此漏磁场将吸引、聚集检测过程中施加在工作表面上的磁粉，形成缺陷显示。 94(2)磁粉检验方法1)连续法在对工件充磁的同时，往工件上喷洒磁粉或磁悬浮液，并进行检查。这种方法能以较低的磁化电流达到较高的灵敏度，特别适合剩磁磁性低的材料。但操作起来不太方便，检查效率低。2)剩磁法 利用工件充磁后的剩磁进行检查。这种方法操作简单方便、效率高，但需要用较大的磁化电
42、流，而且只适用剩磁感应强的材料。952、磁粉检测方法的应用和退磁处理 (1)磁粉检测方法的应用磁粉检测方法用于检测铁磁性材料工件表面或近表面的裂纹、夹杂等缺陷，但不能检测出缺陷的深度。这种方法操作简单、速度快、灵敏度高，缺陷显示直观，能准确地确定缺陷大小、形状和位置。飞机结构上的铁磁性工件表面或近表面的缺陷都可以用磁粉检测法来检测，检测结果直观而可靠。磁粉检测法不适用于非铁磁性材料，而且在检查前必须对被检工件的表面进行清洗。另外，检测后要对探伤工件进行退磁处理。96(2)退磁处理若对经过磁粉检测法探伤的工件不进行退磁处理，工件上的剩磁场会对工件以后的加工或工作带来不利影响：剩磁会影响工件周围某
43、些仪器和仪表的工作精度和功能；剩磁会吸附磁粉，造成工件的磨损；剩磁会吸附铁屑，破坏工件表面精度，并使刀具钝化；在工件需要电焊时，剩磁会引起电弧的偏吹和游离；会干扰以后的磁粉检测。97由于以上这些原因，进行磁粉检测后的工件一般都必须进行退磁处理。退磁时，可以让工件在通交流电的线圈中缓慢而平稳地通过，进行交流电退磁；也可以通过将直流电流换向，并逐渐将电流降至零，进行直流电退磁。工件退磁后，应用磁场计进行剩磁场测量，剩磁场强度小于一定的数值，退磁工作才能完成。 983.6 渗透检测法渗透检测法1 、渗透检测方法的基本原理和分类 (1)渗透检测方法的基本原理将溶有荧光染料或着色染料的渗透剂施加在工件的
44、表面上，由于毛细作用，渗透剂可以渗入到表面各种类型的开口细小缺陷中去。清除附着在工件表面上多余的渗透剂，干燥后，再在工件表面涂一层显像剂，缺陷中的渗透剂在毛细作用下，重新被吸附到工件表面上，从而显示出工件表面上的开口缺陷 。99(2)渗透检测法的分类和特点按照渗透检测法所使用的渗透剂中的溶质不同，可将渗透检测法分为着色检测法和荧光检测法。1)着色检测法使用的渗透剂含有红色染料，施加显像剂以后，重新被吸附到工件表面上的着色渗透剂在白光源下显示红色痕迹，形成颜色较深、鲜艳、边缘不十分清晰的缺陷图像。着色检测法不需要暗室和紫外线光源，操作简单、成本低，但与荧光检测法相比，灵敏度较低。1002)荧光检
45、测法使用的渗透剂含有荧光物质。缺陷观察采用紫外线光源(也称黑光灯)。施加显像剂以后，重新被吸附到工件表面上的荧光渗透剂在紫外线照射下呈现出黄绿色荧光。荧光检测法比着色检测法灵敏度高，适用于检测工件表面疲劳等细小裂纹。但需要暗室和紫外线光源，成本较高。 1012、渗透检测法的操作步骤和渗透检测法的应用(1)渗透检测法的操作步骤1）被检测工件表面的清洗。2）渗透剂的施加和停留（可采用浸、涂、喷、静电喷涂等方式施用渗透剂），渗透剂应在工件表面停留一定的时间，使渗透剂能渗入到工件表面的开口缺陷中去。3）去除工件表面多余的渗透剂，可采用水洗、溶剂清洗、对后乳化检测应增加乳化工序后再清洗。4）干燥处理。可
46、采用擦干、热风吹干或烘干装置进行干燥处理。5）施加显像剂。可采用浸渍、喷涂、喷粉等方法，若采用湿显示剂还需加干燥工序。6）检测并评定显示。7）检测后处理工作。以上各操作程序应严格控制时间。102(2)渗透检测法的应用渗透检测法，除了表面多孔性材料外，几乎可以用于各种金属、非金属材料以及磁性和非磁性材料的表面开口缺陷的检测。特点是原理简单、操作容易，而且不受被检测工件的几何形状、尺寸大小的影响。一次操作，可同时检测出表面各种缺陷，缺陷显示直观，检测灵敏度高。这种方法的局限性是不能用于多孔材料，只能检测表面开口缺陷，不能测出缺陷的深度、内部的形状和大小，工件表面粗糙度对检测会产生影响。检测前后必须对被检工件表面进行彻底清洁。
