Schweißen ist ein weit verbreitetes Verfahren in der modernen Fertigung. Es hat die Vorteile einer hohen Geschwindigkeit und einer guten Abdichtung. Es ist sehr nützlich in der Luft- und Raumfahrt, im Schiffbau und im Automobilbau. Kann Schweißen also im Herstellungsprozess von Flugzeugen eingesetzt werden? Die Antwort ist nein. Die Hauptgründe sind folgende:
Erstens wird es durch die Herstellungsmaterialien des Flugzeugs verursacht. Vor der Einführung der Boeing 787 und des Airbus A350XWB war Aluminiumlegierung das Hauptherstellungsmaterial moderner Flugzeuge. Dieses Material zeichnet sich durch eine äußerst schlechte Schweißleistung aus. Nach dem Schweißen mit herkömmlichen Schweißmethoden kommt es lokal zu Spannungskonzentrationen im Schweißbereich, wodurch das Metall spröde wird und leicht Fehler wie Sandlöcher, Blasen und Mikrorisse entstehen, wodurch die Leistung der Struktur an diesen Stellen geringer wird von nicht schweißbaren Bereichen. Dies ist im Flugzeugbau nicht akzeptabel.
Obwohl es inzwischen einige spezielle Schweißverfahren gibt, wie beispielsweise das Rührreibschweißen und das Laserschweißen, sind die entsprechenden Technologien zu kompliziert und es ist schwierig, die Prozessstabilität sicherzustellen. Bei gleichem Material gilt: Je dünner es ist, desto schwieriger ist es zu schweißen. Die Dicke der Flugzeughaut beträgt im Allgemeinen nur etwa 2 mm. Selbst wenn es geschweißt werden kann, ist es sehr schwierig und für allgemeine Betreiber nicht geeignet, was der Massenproduktion von Flugzeugen nicht förderlich ist.
Der Rumpf der Boeing 787 und des Airbus A350XWB besteht hauptsächlich aus Verbundwerkstoffen. Diese Verbundwerkstoffe werden durch die Kombination mehrerer Einzelmaterialien und anschließende spezielle Prozesse hergestellt. Der Schwierigkeitsgrad des Schweißens ist größer als bei Aluminiumlegierungen, und die Hersteller verwenden fast kein Schweißen.
Der zweite Grund liegt in den Betriebseigenschaften des Flugzeugs. Wenn das Flugzeug in großer Höhe und mit hoher Geschwindigkeit fliegt, ist die Rumpfhaut einer Spannung ausgesetzt. Während des Betriebs vibriert der Motor, aber auch das Flugzeug selbst vibriert. Die verschiedenen Kräfte, denen das Flugzeug bei jedem Flug ausgesetzt ist, ändern sich ständig, und es kommt zu Ermüdungsproblemen. Spannung, Vibration und Ermüdung sind die Hauptgründe für die Verschlechterung der Schweißleistung.
Wenn das Flugzeug längere Zeit in einer solchen Umgebung betrieben wird, können an der Schweißstelle kleine Risse entstehen. Was noch schlimmer ist, ist, dass sich die Risse entlang der Schweißnaht weiter ausdehnen und sogar dazu führen, dass das Flugzeug in der Luft zerfällt, was zur Tragödie der Zerstörung und des Todes des Flugzeugs führt. Nieten und Schrauben weisen gute Antivibrations- und Ermüdungseigenschaften auf und sind aufgrund der vorhandenen Verbindungslöcher von Natur aus in der Lage, der weiteren Ausbreitung von Rissen zu widerstehen.
Schließlich liegt es an den Nutzungseigenschaften des Flugzeugs. Die Lebensdauer eines Flugzeugs beträgt in der Regel mehr als 20 Jahre. Im Rumpf befinden sich viele komplexe und hochentwickelte Instrumente. Bei längerem Gebrauch können verschiedene Geräte unterschiedlich stark beschädigt werden. Nieten ist praktisch für Wartung und Austausch. Wenn geschweißt wird, muss die Außenhaut des Flugzeugs ausgetauscht werden, was die Wartungskosten erhöht und die einzelnen Wartungsarbeiten erschwert. Auch wenn kein Geräteausfall vorliegt, muss das Flugzeug regelmäßig überprüft und gewartet werden, einschließlich der Notwendigkeit, die verbundenen Teile für Inspektion und Wartung zu demontieren. Beim Schweißen handelt es sich um eine unlösbare Verbindung. Nach der Demontage wird die Struktur zerstört.
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