我國(guó)現(xiàn)代運(yùn)載工具制造工程中的特種焊接技術(shù).doc

我國(guó)現(xiàn)代運(yùn)載工具制造工程中的特種焊接技術(shù)北京航空制造工程研究所 關(guān) 橋焊接/連接技術(shù)在20世紀(jì)的后半葉，已發(fā)展成為金屬材料加工制造業(yè)中的一個(gè)重要專業(yè)學(xué)科。鋼鐵材料在大型工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用面的擴(kuò)大和新產(chǎn)品日新月異的發(fā)展對(duì)焊接/連接科學(xué)與技術(shù)提出許多難題；40年前,中國(guó)焊接學(xué)會(huì)的成立,為引導(dǎo)學(xué)科發(fā)展,繁榮焊接科技,促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展,作出了積極的貢獻(xiàn).。然而，新世紀(jì)伊始，面對(duì)新材料、新結(jié)構(gòu)突飛猛進(jìn)的發(fā)展勢(shì)頭，焊接/連接科技又面臨新的挑戰(zhàn)；甚至，在一定程度上制約著高新科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如果說(shuō)，在過(guò)去的50年間，機(jī)械制造業(yè)中鋼結(jié)構(gòu)量大、面廣的生產(chǎn)是對(duì)高效、低成本焊接技術(shù)（焊接材料、方法及設(shè)備）的主要牽引力的話；在今后的50年間，以高新科技產(chǎn)品和現(xiàn)代運(yùn)載工具為代表的前沿工程科技,正在呼喚特種焊接/連接科技的新突破。1 現(xiàn)代運(yùn)載工具結(jié)構(gòu)和材料的發(fā)展對(duì)焊接/連接技術(shù)的牽引圖1給出了從水下到太空范圍人類用以克服距離、探索自然的運(yùn)載工具。圖1 從水下到太空的現(xiàn)代運(yùn)載工具這些運(yùn)載工具發(fā)展的共同技術(shù)特點(diǎn)是更快、更輕、更強(qiáng)（在特定的環(huán)境條件下滿足更高、更遠(yuǎn)、更深的技術(shù)要求）。任何一個(gè)運(yùn)載工具都由兩個(gè)主體組成：其一是運(yùn)載器主體結(jié)構(gòu)，其二是動(dòng)力裝置。為了實(shí)現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)更強(qiáng)和速度更快的技術(shù)目標(biāo)，在承載結(jié)構(gòu)減輕自重的設(shè)計(jì)選材時(shí)，除金屬結(jié)構(gòu)材料中鋼、鋁合金、鈦合金外，正在方興未艾發(fā)展的復(fù)合材料和非金屬材料也都在優(yōu)選之列。為了滿足運(yùn)載工具的高性能動(dòng)力裝置的技術(shù)要求，如核動(dòng)力裝置或噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力裝置的超常規(guī)參數(shù)運(yùn)行指標(biāo)，又必須采用耐高溫超級(jí)合金材料、陶瓷材料或性能優(yōu)異的復(fù)合材料（金屬基或陶瓷基）等?？梢?jiàn)，無(wú)論是深潛器、飛機(jī)還是運(yùn)載火箭、空間站，新結(jié)構(gòu)和新材料的采用都對(duì)焊接/連接技術(shù)與科學(xué)的發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。以電子束焊接技術(shù)的發(fā)展為例，50年前，為了發(fā)展核動(dòng)力裝置，最先把高能量密度的電子束焊接方法應(yīng)用于薄壁核燃料棒的封接制造；當(dāng)今，正在把電子束焊接技術(shù)（或攪拌摩擦焊技術(shù)）應(yīng)用于防止核廢料污染的厚壁銅容器的封接;在技術(shù)要求上同樣都是高可靠性的連接。電子束焊接在實(shí)現(xiàn)深潛器厚壁鈦合金球形容器的焊接方面，仍具有無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)。在用于太空探索空間站建造與維修方面,電子束焊接與釬焊也已有獨(dú)到的成功應(yīng)用。在飛行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工程中，焊接/連接技術(shù)的發(fā)展是與飛行器及其動(dòng)力裝置高性能技術(shù)指標(biāo)所決定的選材直接相關(guān)。圖2所示為殲擊機(jī)結(jié)構(gòu)材料變化的對(duì)比1-5；與SU-27和F-15相比，復(fù)合材料（樹(shù)脂基纖維增強(qiáng)）和鈦合金的應(yīng)用比例在F-22上擴(kuò)大了許多；由此，對(duì)焊接/連接技術(shù)的牽引有了新的方向。飛機(jī)鈦合金重要承力構(gòu)件的電子束焊接和特種氬弧焊技術(shù)（穿透焊、潛弧焊等）對(duì)于飛行器新型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)作出了貢獻(xiàn)3,5；高強(qiáng)鋁合金在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的擴(kuò)大采用還有待攪拌摩擦焊所具有的技術(shù)潛力的發(fā)揮。作為高性能動(dòng)力裝置的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，高溫部件的焊接/連接往往決定著結(jié)構(gòu)的可靠性與壽命；超常規(guī)高參數(shù)的運(yùn)行需要用新的技術(shù)和特種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)諸如單晶葉片、金屬間化合物、金屬基復(fù)合材料、陶瓷復(fù)合材料、層板氣膜冷卻結(jié)構(gòu)和異種材料的焊接/連接1,4。 圖2 SU-27，F(xiàn)-15與F-22飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料的變化特種焊接技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)運(yùn)載工具的新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)思和新材料選用不可或缺的技術(shù)保障，可明顯地減輕結(jié)構(gòu)重量，降低成本，提高性能，延長(zhǎng)壽命，和賦予運(yùn)載工具以高可靠性和全壽命周期的可維修性；同時(shí)，在提高貴重材料的有效利用率方面（從2-3%到70-80%）具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)1。當(dāng)前，焊接/連接技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)造成的不完整性損傷，正在制約著高新技術(shù)的發(fā)展；強(qiáng)勁的需求牽引要求焊接/連接技術(shù)有新的突破與創(chuàng)新。2 特種焊接技術(shù)的進(jìn)展2.1 焊接/連接技術(shù)在制造業(yè)中的地位自從火焰和電弧發(fā)展成為連接金屬材料的焊接熱源后，經(jīng)歷了百年的發(fā)展與進(jìn)步，尤其在二次世界大戰(zhàn)后的50多年間，有了長(zhǎng)足進(jìn)步；焊接/連接技術(shù)已成為制造業(yè)中的關(guān)鍵專業(yè)學(xué)科,形成了行業(yè)體系。例如,在飛行器制造工程中，50年前，機(jī)械連接（螺栓、鉚接）占有主導(dǎo)地位；在技術(shù)進(jìn)步過(guò)程中，焊接技術(shù)的比例逐漸擴(kuò)大(見(jiàn)圖3);在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)連接技術(shù)中，焊接占有了主導(dǎo)地位；而在飛機(jī)結(jié)構(gòu)的連接中，目前，焊接還不占優(yōu)勢(shì)；但其發(fā)展趨勢(shì)是明顯的,焊接的應(yīng)用范圍在不斷地?cái)U(kuò)大1。圖3 在飛行器制造工程中焊接、機(jī)械連接與膠接的歷史變遷示意1在過(guò)去的50年間，特種焊接技術(shù)與我國(guó)飛行器制造技術(shù)同步發(fā)展;在各種常用焊接方法中,特種焊接技術(shù)(高能束焊、固態(tài)焊、釬焊等)所占的比例也在發(fā)生著變化，其應(yīng)用面正在擴(kuò)大,見(jiàn)圖4。從圖4的變遷示意中還可以看出,在熔焊方法中，氣焊的比例減小明顯，弧焊仍然是主角，而高能束流焊接技術(shù)（電子束、激光束、等離子體）的比重在不斷增大。電阻焊技術(shù)，由于多以搭接的接頭形式應(yīng)用于結(jié)構(gòu)，不利于減輕結(jié)構(gòu)自重，在承力部位的應(yīng)力集中又影響其抗疲勞性能；因此，在飛行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中逐步縮小了其應(yīng)用范圍。固態(tài)焊（擴(kuò)散焊、超塑成形/擴(kuò)散連接、摩擦焊）則以其獨(dú)具的優(yōu)勢(shì)，在高科技產(chǎn)品迅猛發(fā)展的年代，顯現(xiàn)出蓬勃生機(jī)；同樣，釬焊（含擴(kuò)散釬焊）技術(shù)，由于對(duì)基體材料不會(huì)造成像熔焊所帶來(lái)的損傷，在一些新型材料、非金屬材料接頭的連接中，另辟蹊徑。圖4 50年間在飛行器制造工程中各類焊接方法所占比例的變遷示意12.2 高能束流焊接與材料加工激光束、電子束所具有的微焦點(diǎn)與散焦加熱、高能量密度、高速加熱、深穿透、高速冷卻、可精密控制、高速掃描、全方位加工等技術(shù)特點(diǎn)，正在材料加工領(lǐng)域中得以充分發(fā)揮和開(kāi)發(fā)利用。除已應(yīng)用于焊接、打孔、切割、表面改性、涂覆和精細(xì)加工外，在新材料的制備（如功能材料、納米材料、非晶材料）與快速成形和超精細(xì)加工技術(shù)中的應(yīng)用，還大有可為；尤其當(dāng)大功率的YAG激光與二極管激光和準(zhǔn)分子激光工程化應(yīng)用后，對(duì)材料與束流交互作用機(jī)理的深入科學(xué)研究，將會(huì)引導(dǎo)學(xué)科發(fā)展、創(chuàng)新6。在厚板結(jié)構(gòu)的焊接中，電子束與激光束相比，電子束在深穿透的能力方面，仍占優(yōu)勢(shì)。在太空條件下的電子束焊接技術(shù)，可望在不久的將來(lái)成為我國(guó)載人航天建造空間站的首選。大功率CO2激光深穿透焊接受到諸多因素的影響，其中光致等離子體的屏蔽效應(yīng)隨著焊接線能量的增大而更加顯著。圖5所示為在不銹鋼板上，用CO2激光束施焊時(shí)，能量傳輸效率(激光器輸出能量與形成焊縫的能量之比)與焊接線能量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果7。當(dāng)線能量大于4.5kJ/cm后，能量傳輸效率穩(wěn)定在60%；光致等離子體的屏蔽作用阻礙著能量傳輸效率的提高。圖5 大功率CO2激光焊接能量傳輸效率與焊接線能量的關(guān)系7高能束流聚焦后可獲得深寬比大的焊縫，這雖是優(yōu)點(diǎn)，但在眾多實(shí)際工程應(yīng)用中，又有局限性,如對(duì)壁板結(jié)構(gòu)的對(duì)接焊縫裝配精度要求較高，制約其應(yīng)用面的擴(kuò)大。近年來(lái)，研究并開(kāi)發(fā)的激光束與MIG焊相結(jié)合的復(fù)合熱源焊接法，不失為一種對(duì)板件對(duì)接裝配間隙容限放寬的合理解決方案；因此，在艦船、汽車制造業(yè)中很快找到了工程應(yīng)用技術(shù)市場(chǎng)。值得關(guān)注的是激光束在其它材料加工領(lǐng)域的發(fā)展，如把快速原形制造技術(shù)擴(kuò)展為飛行器鈦合金帶筋壁板近凈毛坯的成形方法（在預(yù)彎曲成形的厚板上用RPM方法添加金屬粉末堆焊起筋條再精加工）,是一項(xiàng)技術(shù)上的創(chuàng)新8。在技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域中的創(chuàng)新，源于對(duì)求解難題物理現(xiàn)象本質(zhì)的充分認(rèn)知，捕捉并駕馭矛盾的主要方面，再應(yīng)用于工程實(shí)踐。在高能束流焊接與加工領(lǐng)域中，對(duì)熱源與材料的交互作用機(jī)理的探索就孕育著諸多的創(chuàng)新和對(duì)前人未能解決難題的突破。例如，等離子弧焊接在40年的發(fā)展中，由于“小孔行為”的不穩(wěn)定性，制約了它在工程結(jié)構(gòu)制造中的擴(kuò)大應(yīng)用；雖然有過(guò)諸多傳感與控制技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，終未能如愿以償。近期，在對(duì)“小孔行為”物理本質(zhì)的深入觀察與光譜信息檢測(cè)基礎(chǔ)上，捕捉了等離子弧光特征譜線強(qiáng)度和弧尾翼翹擺與小孔行為的定量關(guān)系，見(jiàn)圖6; 發(fā)明了正面弧光傳感器技術(shù)，用于等離子弧焊縫成形的閉環(huán)控制9，可望對(duì)等離子弧焊技術(shù)穩(wěn)定、可靠的工程應(yīng)用能有所突破。圖6 等離子弧光傳感器輸出信號(hào)UL、尾焰電壓UE與電弧形態(tài)小孔形成(a)和小孔閉合(b)的對(duì)應(yīng)關(guān)系92.3 固態(tài)焊接在眾多固態(tài)焊接方法中，當(dāng)代高新技術(shù)和現(xiàn)代運(yùn)載工具的發(fā)展促成擴(kuò)散焊、摩擦焊技術(shù)有所創(chuàng)新；其根本性的優(yōu)點(diǎn)在于焊接/連接接頭區(qū)排除了熔焊的枝狀鑄造組織、缺陷，從而使接頭區(qū)的力學(xué)性能可接近于母材。熔焊對(duì)材料的損傷，顯然有悖于新型材料朝著超純、超細(xì)、超精的方向發(fā)展; 然而，固態(tài)焊接技術(shù)的創(chuàng)新，將會(huì)有助于新型材料的功能在工程結(jié)構(gòu)上的發(fā)揮。超塑成形/擴(kuò)散連接（SPF/DB）技術(shù)在航空、航天結(jié)構(gòu)上的日益擴(kuò)大應(yīng)用,正是適應(yīng)了鈦合金薄壁整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新構(gòu)思,使成形與連接一體化。擴(kuò)散焊（含擴(kuò)散釬焊或稱TLP連接）為非金屬、陶瓷、單晶金屬材料、金屬間化合物和金屬基復(fù)合材料的連接（自擴(kuò)散或加中間過(guò)渡層、梯度材料形成接頭）提供了必要條件；但對(duì)界面反應(yīng)、界面擴(kuò)散接合的機(jī)制研究乃是保障界面高質(zhì)量結(jié)合的前提。復(fù)合材料增強(qiáng)體和基體之間、以及復(fù)合材料與金屬之間的力學(xué)特性和物理化學(xué)特性的差異，是這些新型材料難以可靠地連接并制約其工程實(shí)用的關(guān)鍵。研究人員正在努力開(kāi)發(fā)新的TLP方法,例如，采用銅為中間過(guò)渡層，可實(shí)現(xiàn)SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料與LF12和LF6鋁合金的TLP擴(kuò)散連接10。對(duì)于金屬間化合物高溫結(jié)構(gòu)材料Ni3Al用于定向凝固的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪導(dǎo)向葉片，采用TLP連接技術(shù)，關(guān)鍵在于中間層合金的優(yōu)選：以母材成分（Ni-Al-Mo）為基礎(chǔ)，加入抗氧化元素Cr、降熔元素B和提高穩(wěn)定性元素Co是解決方案之一11。攪拌摩擦焊（FSW）從發(fā)明到大面積地在鋁合金結(jié)構(gòu)上的工程應(yīng)用，僅有十年時(shí)間，這在焊接技術(shù)發(fā)展史上是空前的；充分展示了新技術(shù)的生命力在于其創(chuàng)新性與工程實(shí)踐中的難題求解所形成的合力。在工程科技領(lǐng)域中的創(chuàng)新源于實(shí)踐，F(xiàn)SW就是一個(gè)例證。英國(guó)焊接研究所的科研人員，幾十年堅(jiān)持不懈，在摩擦焊領(lǐng)域得心應(yīng)手地開(kāi)發(fā)了線性摩擦焊（用于航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)葉盤(pán)的焊接）、軌道摩擦焊、摩擦堆焊等項(xiàng)新技術(shù)，均得到了工程應(yīng)用。而攪拌摩擦焊作為一項(xiàng)發(fā)明專利，在焊接科技發(fā)展史上具有里程碑意義, 其技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值首先體現(xiàn)在工程結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用。鋁合金結(jié)構(gòu)的氬弧焊已有半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，但焊縫中的氣孔、裂紋等缺陷、熔焊的鑄造組織以及熱影響區(qū)的失強(qiáng)等一直是困擾科技界的難題，始終未能徹底解決。而FSW在技術(shù)上的突破，是把這種固態(tài)焊接方法巧妙而簡(jiǎn)單地應(yīng)用于板件的對(duì)接連接，見(jiàn)圖7，根除了熔焊的缺點(diǎn)。FSW的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)已展示在鋁合金快艇結(jié)構(gòu)和運(yùn)載火箭鋁合金燃料貯箱、高速列車鋁合金車廂等現(xiàn)代運(yùn)載工具主體結(jié)構(gòu)的制造上12。在成功的工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上，F(xiàn)SW的技術(shù)基礎(chǔ)研究工作正方興未艾地興起。圖7 用攪拌摩擦焊實(shí)現(xiàn)板件對(duì)接接頭的固態(tài)連接示意作為固態(tài)焊接的方法之一，電磁脈沖（MPW）焊接法近年來(lái)又有了較快的發(fā)展和應(yīng)用，其連接機(jī)理介于爆炸焊和超聲焊接之間，利用大電流脈沖放電，在導(dǎo)電工件中感應(yīng)渦流，產(chǎn)生瞬間強(qiáng)磁脈沖力，使工件產(chǎn)生高速塑性流變，實(shí)現(xiàn)連接。這種特種連接方法可望在管接頭與異種材料的連接中擴(kuò)大應(yīng)用。2.4 氣體保護(hù)焊 為了迎接新千年和新世紀(jì)的到來(lái)，在過(guò)去的十年間，國(guó)內(nèi)外的焊接科技界對(duì)氣體保護(hù)焊技術(shù)的發(fā)展前景，已給出了眾多展望。作為一項(xiàng)常規(guī)焊接技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，同樣在現(xiàn)代運(yùn)載工具結(jié)構(gòu)制造中會(huì)占有重要地位。氣體保護(hù)焊（鎢極和熔化極氣體保護(hù)焊）技術(shù)無(wú)論是在其工藝適應(yīng)性方面還是其過(guò)程的自動(dòng)化（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）控制方面均有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，這在很大程度上應(yīng)歸功于焊接電源的技術(shù)進(jìn)步，逆變電源實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)焊接電源的跨躍式發(fā)展；在此基礎(chǔ)上正在推進(jìn)的數(shù)碼焊接電源可望進(jìn)一步對(duì)氣體保護(hù)焊的工藝性有所提高、改善。把常規(guī)的鎢極氬弧焊用于稍厚板件的對(duì)接,電弧的穿透能力顯弱，而采用活性劑的A-T1G焊接方法，可克服上述缺點(diǎn)，擴(kuò)大應(yīng)用范圍?？招年帢O真空電弧熱源是一種具有良好柔性的焊接和釬焊熱源，大電流時(shí)電弧收縮可用于焊接，小電流時(shí)電弧發(fā)散，可用于真空條件下的局部加熱釬焊；適用于渦輪葉片的修復(fù)釬焊或鈦合金壓力容器的焊接。在前蘇聯(lián),這種方法曾作為太空焊接候選方案之一。熔化極氣體保護(hù)焊（采用實(shí)心或藥芯焊絲）仍然是機(jī)械制造行業(yè)和大型工程結(jié)構(gòu)制造中的主導(dǎo)焊接方法。在過(guò)去50年間這項(xiàng)技術(shù)為我國(guó)焊接科技事業(yè)發(fā)展作出了貢獻(xiàn), 如在作為現(xiàn)代運(yùn)載工具之一的船舶制造行業(yè)中，采用CO2氣體保護(hù)焊，在過(guò)去的20年間，實(shí)現(xiàn)了造船行業(yè)制造技術(shù)的高效、低成本跨躍式技術(shù)改造，焊接自動(dòng)化程度大幅提高，造船產(chǎn)量亦躍居世界前列。2.5 計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化用IT帶動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)的改造與提升，已成共識(shí)。在特種焊接技術(shù)與科學(xué)的發(fā)展中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用業(yè)已展現(xiàn)了巨大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益與良好前景;在今后的技術(shù)創(chuàng)新與開(kāi)發(fā)中,仍需把握三個(gè)主要方面的問(wèn)題是：a) 在制造過(guò)程控制與自動(dòng)化中，以研制工程適用的傳感器為基礎(chǔ),研究開(kāi)發(fā)智能化的新技術(shù)與裝備；b) 在焊接過(guò)程分析、計(jì)算中，正確的物理數(shù)學(xué)模型的建立與驗(yàn)證，物理模擬與數(shù)值模擬并舉；c) 焊接數(shù)據(jù)庫(kù)和工程管理軟件的開(kāi)發(fā)應(yīng)借鑒國(guó)外，更要符合國(guó)情。在實(shí)施焊接機(jī)械化與自動(dòng)化時(shí)，“先進(jìn)”并非都適用；注重與機(jī)器人工作站和自動(dòng)化系統(tǒng)相配套的工藝裝備、夾具和生產(chǎn)線整體的技術(shù)改造（如部件裝配精度的提高，要求鈑金下料裝備同時(shí)配套改造等）。2.6 焊接結(jié)構(gòu)的完整性用新材料制成焊接結(jié)構(gòu)，焊接熱效應(yīng)會(huì)引發(fā)結(jié)構(gòu)不完整性,即使采用特種焊接技術(shù),仍然還會(huì)有三個(gè)方面的問(wèn)題:a)冶金不均勻性（母材、HAZ、焊縫）b)幾何不完善性（變形、偏離設(shè)計(jì)容限）c)力學(xué)不連續(xù)性（應(yīng)力集中、缺陷、損傷）焊接科技發(fā)展的歷程就是不斷解決這些難題,尋求最佳方案的歷史。為滿足現(xiàn)代運(yùn)載工具更快、更輕、更強(qiáng)（更高、更遠(yuǎn)、更深）的技術(shù)目標(biāo)，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)完整性研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)越來(lái)越顯得重要。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)服役全壽命周期的安全、可靠出發(fā)，從最終用戶提出的技術(shù)要求，設(shè)計(jì)師們的構(gòu)思與選材開(kāi)始，制造工程中的方法與技術(shù)的優(yōu)化和使用過(guò)程中的維修與監(jiān)測(cè)，均應(yīng)科學(xué)地引入斷裂力學(xué)判據(jù)、損傷容限準(zhǔn)則，加強(qiáng)焊接力學(xué)（裂紋力學(xué)、應(yīng)力變形控制）研究。3 焊接/連接技術(shù)與科學(xué)面臨的挑戰(zhàn)回眸焊接科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展歷史，可以清楚地看到,尋求解決焊接/連接科學(xué)制約新材料、新結(jié)構(gòu)應(yīng)用的途徑4，應(yīng)從材料研制與焊接科技兩個(gè)方面著手。例如：飛行器上全焊結(jié)構(gòu)的采用已日趨明顯5，要迎接挑戰(zhàn)，必須將材料和焊接科學(xué)與技術(shù)在發(fā)展中形成合力。3.1 新材料焊接性定義的演變l 以熔焊技術(shù)為基礎(chǔ)對(duì)材料焊接性的定義有局限性；l 用熔焊方法，焊接性差的材料，改用固態(tài)焊接方法，焊接性得以改善。3.2 先進(jìn)材料性能的改善提高與優(yōu)化l 先進(jìn)的材料并不意味著具有良好的加工性，高性能與良好加工性往往是一對(duì)難以協(xié)調(diào)的矛盾；而矛盾的主要方面則是材料的研制；在研制高性能材料時(shí)，其加工性也應(yīng)納入高性能的技術(shù)指標(biāo)；l 焊接性差的材料，經(jīng)過(guò)改善與提高，性能得以優(yōu)化，又會(huì)賦予它以新的良好加工性和焊接性；l 加工性（焊接性）作為新材料研制與開(kāi)發(fā)的技術(shù)指標(biāo)，必不可少，在材料研制中就應(yīng)提供系統(tǒng)的可加工性數(shù)據(jù)。3.3 新型結(jié)構(gòu)的選材l 目標(biāo)：新型結(jié)構(gòu)在全壽命周期的安全性與可靠性，及其可加工性；l 老材料新用場(chǎng)，在新結(jié)構(gòu)中傳統(tǒng)材料又可發(fā)揮潛在的功能；l 正確選材的基礎(chǔ)四位一體的組合體制（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、產(chǎn)品制造、最終用戶）。參考文獻(xiàn)1、關(guān) 橋, 航空特種焊接技術(shù)的發(fā)展，北京航空工藝研究所40周年論文集，19972、Bob Irving, Why arent airplanes welded? Welding Journal, 1997 No13、A.勃拉圖辛等，飛