溶接は、現代の製造において広く使用されているプロセスです。速度が速く、密閉性が高いという利点があります。航空宇宙、造船、自動車の製造に非常に役立ちます。では、航空機の製造工程で溶接は利用できるのでしょうか？答えはノーです。主な理由は次のとおりです。
まず、航空機の製造材料が原因です。ボーイング 787 やエアバス A350XWB が登場するまで、現代の航空機の主な製造材料はアルミニウム合金でした。この材料は溶接性が非常に悪いという顕著な特徴を持っています。従来の溶接法で溶接した場合、溶接部に局所的な応力集中が発生して金属が脆くなり、砂穴、気泡、微小亀裂などの欠陥が発生しやすく、その部分の構造物の性能が低下してしまいます。非溶接領域の。これは航空機製造では容認できません。
現在、撹拌摩擦溶接やレーザー溶接などの特殊な溶接プロセスもありますが、関連技術が複雑すぎて、プロセスの安定性を確保することが困難です。同じ材質でも薄いほど溶接が難しくなります。航空機の外板の厚さは一般的にわずか約 2 mm です。たとえ溶接できたとしても、溶接は非常に難しく、一般の作業者には適しておらず、航空機の量産には向きません。
ボーイング 787 やエアバス A350XWB の胴体は主に複合材料でできています。これらの複合材料は、複数の単一材料を組み合わせ、特殊なプロセスを経て作られます。溶接の難易度はアルミ合金に比べて高く、メーカーではほとんど溶接を行っていません。
2 つ目は、航空機の動作特性によって引き起こされます。航空機が高高度および高速で飛行すると、胴体の外板は張力にさらされます。作業時にはエンジンが振動しますし、機体自体も振動します。各飛行で航空機が受けるさまざまな力は常に変化しており、疲労の問題が発生します。張力、振動、疲労は溶接性能を低下させる主な原因です。
このような環境で航空機が長時間動作すると、溶接箇所に小さな亀裂が発生することがあります。さらに恐ろしいのは、亀裂が溶接部に沿って広がり続け、さらには空中で機体が崩壊し、機体が破壊され死亡するという悲劇を招くことです。リベット止めやねじ止めは、耐振動性、耐疲労性に優れており、接続穴があるため、亀裂が拡大し続けることにも当然耐えることができます。
最後に、航空機の使用特性によって引き起こされます。航空機の耐用年数は一般的に 20 年以上です。機体には複雑かつ精巧な計器が数多く搭載されています。長期間使用すると、さまざまな機器が程度の差はあれ破損する可能性があります。リベット留めはメンテナンスや交換に便利です。溶接を使用する場合、航空機の外板を交換する必要があるため、メンテナンス費用が増加し、単一メンテナンスが困難になります。機体に故障がなくても、接続部分を分解して点検・整備するなど、定期的な点検・整備が必要です。溶接は取り外し不可能な接続です。解体すると構造物は破壊されます。
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