Perché sugli aerei si usano i rivetti invece della saldatura?
Gli elementi di fissaggio sono ampiamente utilizzati nel settore aeronautico. Le ali degli aerei sono generalmente sottili, ma molto resistenti. Se osserviamo l'aereo da vicino, possiamo vedere che ci sono molti rivetti sulla superficie dell'aereo.
Si dice che su un aereo ci siano milioni di rivetti. Allora perché gli aerei non scelgono semplicemente il comodo processo di saldatura, ma optano per questo apparentemente problematico processo di rivettatura che richiede milioni di chiodi?
1. La saldatura è difficile.
Per ridurre il peso degli aeromobili, gli ingegneri utilizzano i materiali più leggeri possibili nella loro costruzione. Gli involucri degli aeromobili sono generalmente molto sottili. Le buste troppo sottili risultano molto difficili da saldare. Inoltre, il materiale composito dell'involucro è più soggetto a danni dovuti alla saldatura e l'interconnessione di materiali diversi deve essere fissata con mezzi fisici. Per questo motivo è meglio utilizzare i rivetti.
2. Il materiale da saldare genererà molto calore durante il volo e la saldatura e non è adatto all'uso sugli aeromobili.
Quando un aereo vola ad alta velocità, sulla sua superficie si genera molto calore. E poiché la temperatura dell'ambiente di volo cambia notevolmente, questo fenomeno di dilatazione e contrazione termica influirà notevolmente sulla qualità delle giunzioni di saldatura.
La fusoliera di alcuni aerei è realizzata in alluminio, un materiale che ha una scarsa resistenza al calore. Il processo di saldatura genera molto calore durante la saldatura, il che significa che non è adatto agli aeromobili con fusoliera in alluminio.
3. L'aereo si trova in un ambiente di risonanza per un lungo periodo.
Perché durante il volo l'aereo si trova per lungo tempo in un ambiente di risonanza. Se si utilizza la saldatura, è facile che si rompa.
4. I rivetti sono più stabili della saldatura.
(1) La saldatura presenta numerosi svantaggi. Le saldature sottili o spesse possono avere ripercussioni sul velivolo.
(2) I rivetti rendono l'aereo più sicuro e svolgono anche un ruolo nel ridurre la resistenza in volo.
(3) L'uso di rivetti può ridurre notevolmente i costi.
(4) I rivetti sono più ecologici della saldatura.
(5) Durante il volo dell'aereo, se la turbolenza è grave, le ali dell'aereo oscilleranno notevolmente su e giù. Durante l'oscillazione, l'involucro dell'ala viene allungato o compresso. Se si utilizza il processo di saldatura, la resistenza della saldatura verrà notevolmente ridotta in caso di ripetute variazioni di sollecitazione. Con il passare del tempo, è probabile che in questi punti di saldatura si formino piccole crepe. Dopo molto tempo, la saldatura è soggetta a problemi di affaticamento del metallo.
La giunzione tramite rivetti può ridurre la trasmissione delle vibrazioni tra i giunti, riducendo così il rischio di cricche dovute agli urti. Per tali ripetuti cambiamenti di stress, la fermezza è migliore e più affidabile.
5. La rivettatura facilita la produzione standard e quantitativa unificata.
La qualità della saldatura dipende in larga misura dall'abilità dell'operatore e la casualità dello spessore della saldatura è relativamente ampia. È ancora difficile sviluppare standard uniformi.
I parametri dei rivetti utilizzati nel processo di rivettatura presentano errori molto piccoli ed è facile eseguire il controllo di qualità e la produzione standardizzata. La precisione della lavorazione dei rivetti è controllata a livello micrometrico.
6. I rivetti ridurranno la resistenza aerodinamica dell'aereo durante il volo.
I rivetti non aumentano la resistenza aerodinamica, ma la diminuiscono. Perché i rivetti utilizzati nel settore aerospaziale sono principalmente rivetti convessi e svasati. All'interno dell'aeromobile, non essendoci la necessità di una forma aerodinamica, vengono utilizzati principalmente rivetti a testa convessa, economici e facili da lavorare. I rivetti a testa svasata vengono utilizzati principalmente per la parte esterna dell'aereo, in quanto possono ridurre efficacemente la resistenza aerodinamica dell'aereo. Durante il processo di lavorazione meccanica, si applicano requisiti rigorosi sulle tolleranze del cappuccio del chiodo e delle strutture adiacenti.
Questa applicazione ha portato a risultati notevoli. Secondo i dati rilevanti della seconda guerra mondiale, dopo l'impiego di rivetti a testa svasata, la resistenza dell'aereo può ridursi di circa il 3%.
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