Pam mae Alwminiwm yn Cludo'r Ffrâm Awyr
Mae ffrâm awyr fasnachol yn dal i fod yn alwminiwm yn ôl màs yn bennaf. Nid yw'r rheswm yn un eiddo ond yn gyfuniad: dwysedd o tua 2.7 g fesul centimetr ciwbig, cryfderau tynnol uwch na 400 MPa yn y tymer cryfder uwch, ymwrthedd blinder da pan ddeellir y sbectrwm llwyth, a sylfaen gweithgynhyrchu sydd â degawdau o brofiad ffurfio, peiriannu a rhybed y tu ôl iddo. Mae strwythurau cyfansawdd wedi cymryd cyfran gynyddol o'r strwythur sylfaenol, ond mae alwminiwm yn parhau i ddominyddu croen y ffiwslawdd, llinynnau, fframiau, asennau a llawer o strwythur yr adenydd, lle mae paneli metel anystwyth yn effeithlon ac yn oddefgar i ddifrod.
Y Prif Deuluoedd Aloi Ffram Awyr
| aloi | Teulu | Tymer nodweddiadol | Rôl ffrâm awyr |
|---|---|---|---|
| 2024 | Al-Cu-Mg | T3, T351, T42 | Croen fuselage a thensiwn-strwythur dominyddu |
| 7075 | Al-Zn-Mg-Cu | T6, T73, T7351 | Sbarion adain, ffitiadau, aelodau cryfder uchel |
| 7050 | Al-Zn-Mg-Cu | T7451 | Adrannau trwchus lle mae caledwch mewn dyfnder yn bwysig |
| 2219 | Al-Cu-Mn | T81, T87 | Tymheredd uchel a strwythurau weldadwy |
| 6061 | Al-Mg-Si | T6, T651 | Strwythur eilaidd, cromfachau, ffitiadau |
Cyhoeddir terfynau cyfansoddiad ac eiddo ar gyfer y graddau hyn yn ASTM B209 ar gyfer dalen a phlât, gyda 2024 a 7075 yn cael eu dyfynnu'n gyffredin ar gryfderau tynnol lleiaf o tua 470 MPa a 570 MPa yn y drefn honno yn y tymer a enwir uchod. Mae'r fasnach -ar draws y bwrdd bob amser yn gryfder yn erbyn caledwch a gwrthiant cyrydiad: 7075 yn T6 yw'r cryfaf o'r grŵp, tra bod tymer gor-oed T73 a T7451 yn aberthu peth cryfder i wella ymwrthedd i graciau cyrydiad straen ac i godi gwydnwch torasgwrn.
Tymheredd, Uchder ac Ymddygiad Cryogenig
Mae amodau mordeithio yn gosod y ffrâm awyr ar dymheredd isel a gwasgedd isel, ac mae dolenni alwminiwm yn dda. Mae cyfernod ehangu thermol yr aloion hyn tua 23 miliwnfed fesul gradd Celsius, sy'n cael ei nodweddu'n dda ac y rhoddir cyfrif amdano mewn dylunio cynulliad a sêl yn hytrach na bod yn ffactor cyfyngol. Mae aloion alwminiwm yn cadw gwydnwch defnyddiol ar dymheredd cryogenig, a dyna pam y maent wedi cael eu defnyddio ers amser maith ar gyfer tanciau cryogenig, ac mae dargludedd thermol yn yr ystod o 120 i 190 wat y metr-kelvin yn helpu i ddosbarthu gwres o barthau poeth i'r strwythur amgylchynol. Mae pwysau a arbedir yn y ffrâm awyr yn trosi'n uniongyrchol i losgi tanwydd, felly mae gan bob cilogram sy'n cael ei dynnu o'r strwythur fudd cyfansawdd dros oes yr awyren.
Amnewid Peiriannau, Gwres a Deunyddiau
Nid yw alwminiwm yn ddeunydd tymheredd uchel. Uchod tua 120 i 150 gradd Celsius mae'n dechrau colli cryfder, ac mae pwynt toddi'r aloion cyffredin yn agos at 660 gradd Celsius. Mewn gosodiadau injan felly mae alwminiwm yn ymddangos yn y pen oer: llafnau ffan ar ffurf ffug, casinau cywasgydd, gorchuddion blwch gêr a mowntiau affeithiwr, tra bod yr adran boeth yn defnyddio aloion nicel a thitaniwm. Defnyddir blancedi thermol aluminized a ffoil adlewyrchol o amgylch nacelles ac unedau pŵer ategol i leihau gwres pelydrol cyrraedd strwythur alwminiwm, ac mae tarianau gwres yn defnyddio adlewyrchedd a dargludedd y metel yn hytrach na'i gryfder.
Blinder, Ymuno a Gorffen-Adferiad Bywyd
Dyluniad blinder sy'n rheoli'r rhan fwyaf o waith manylder ffrâm awyr. Diffinnir y sbectrwm llwyth, mae crynodiadau straen mewn tyllau clymwr yn cael eu rheoli gan weithio oer a ffit ymyrraeth, a gosodir cyfnodau arolygu o ddata twf crac yn hytrach nag o derfyn dygnwch syml. Rhybedio a bolltio yw'r prif ddulliau uno o hyd ar gyfer adeiledd alwminiwm oherwydd eu bod yn osgoi'r parth yr effeithir arno gan wres y byddai weldio yn ei greu mewn aloi caled o oedran cryfder uchel. Ar ddiwedd oes y gwasanaeth mae'r ffrâm awyr yn cael ei datgymalu ac mae'r ffracsiwn alwminiwm yn cael ei wahanu a'i ail-doddi; mae aloion alwminiwm yn cadw eu gwerth aloi ar ail-doddi, felly mae metel ffrâm aer a adferwyd yn bwydo'n ôl i aloion eilaidd ac i gynhyrchion gyr newydd yn dibynnu ar arferion gwahanu.
Cwestiynau Cyffredin
Q:Pam na ddefnyddir 7075 ar gyfer croen fuselage?
A: Mae 7075 yn gryfach ond mae ganddo wydnwch is ac ymwrthedd gwaeth i gyrydiad straen yn y cyflwr T6, felly mae crwyn yn cael eu gwneud yn gyffredinol o aloion math 2024 gyda goddefgarwch difrod gwell.
Q:Beth mae tymer T73 yn ei newid?
A: Mae'n driniaeth or-heneiddio sy'n cael ei chymhwyso i aloion 7xxx sy'n lleihau cryfder ychydig ond yn gwella'n fawr y gallu i wrthsefyll cracio cyrydiad straen ac yn codi gwydnwch torri asgwrn.
Q:A oes modd ailgylchu fframiau aer alwminiwm?
A: Ydw. Mae alwminiwm yn cadw ei gynnwys aloi wrth ail-doddi, ac mae fframiau awyr wedi'u datgymalu yn ffynhonnell gydnabyddedig o sgrap gwerth uchel unwaith y bydd haenau a deunyddiau cymysg wedi'u gwahanu.
Q:A ellir weldio alwminiwm ffrâm aer yn lle rhybedu?
A: Mae rhai graddau y gellir eu gweld fel 2219 yn cael eu cysylltu gan weldio, ond mae crwyn caledu oedran cryfder uchel yn cael eu rhybedu gan fod weldio yn diraddio'r parth yr effeithir arno gan wres.
Q:Pam mae alwminiwm yn trin tymereddau mordeithio oer mor dda?
A: Mae'r aloion hyn yn cadw cryfder a chaledwch ar dymheredd isel, ac mae eu hehangiad thermol wedi'i nodweddu'n dda, felly mae socian oer yn fewnbwn dylunio yn hytrach na chyfyngiad materol.
Q:Beth sy'n cyfyngu ar alwminiwm mewn cymwysiadau injan?
A: Tymheredd y gwasanaeth. Mae cryfder yn disgyn i ffwrdd uwchlaw tua 150 gradd Celsius, felly mae alwminiwm wedi'i gyfyngu i rannau oer yr injan ac i strwythur ffrâm aer.