Tras una inspección minuciosa de un avión, podemos observar numerosos remaches en su superficie. Este proceso de remachado también se ve comúnmente en la construcción de grandes puentes.
Se dice que un avión C919 requiere millones de remaches, mientras que el avión de pasajeros A380 utiliza más de cinco millones.
Entonces, ¿por qué no simplemente sueldan el avión en lugar de elegir este proceso de remachado aparentemente complicado?
Tratando duro de perder cada gramo
En la industria aeroespacial existe un lema: “Esforzarnos por eliminar cada gramo”. Para aligerar el avión, los fabricantes utilizan los materiales más ligeros posibles, adaptados a aplicaciones específicas.
El revestimiento de un avión suele ser muy fino para reducir el peso. El desafío de soldar películas tan delgadas es enorme.
Además, algunas carrocerías de aviones están hechas de aluminio, que tiene una resistencia al calor relativamente baja. El proceso de soldadura genera una gran cantidad de calor, lo que claramente no es adecuado para aviones con carrocería de aluminio.
Los aviones comerciales más avanzados del mundo utilizan ampliamente materiales compuestos. Estos materiales también pueden dañarse mediante soldadura. Se debe garantizar físicamente la conexión entre diferentes materiales.
El remachado es más estable y confiable
Durante mi primer viaje en avión, estaba sentado cerca de la ventana lateral. Cuando el avión encontró turbulencias, el ala se sacudió visiblemente, lo que me provocó una ola de ansiedad.
Creo que muchos de ustedes han sido testigos de situaciones en las que, si la turbulencia fuera severa, el ala del avión se tambalearía dramáticamente.
A lo largo de este proceso de balanceo continuo, la piel del ala se estiraría o comprimiría. Si se utilizara un proceso de soldadura, la resistencia en los puntos de soldadura disminuiría significativamente bajo estos cambios de voltaje recurrentes.
Con el tiempo, estas áreas soldadas pueden desarrollar pequeñas grietas. Si no se descubren a tiempo, suponen un riesgo sustancial para la seguridad.
Los aviones comerciales suelen funcionar durante más de una década y las uniones de soldadura son propensas a sufrir problemas de fatiga del metal, lo que da como resultado una conexión que no es ideal. Por otro lado, el remachado puede reducir la transmisión de vibraciones entre piezas conectadas, reduciendo así el riesgo de grietas por vibraciones. En términos de cambios de tensión recurrentes, el remachado proporciona una firmeza superior y más confiable.
El remachado facilita la producción en masa y reduce los costes de mantenimiento.
La calidad de la soldadura depende en gran medida de la habilidad del operador, con una aleatoriedad sustancial si es demasiado fina o demasiado gruesa. Es un desafío establecer estándares uniformes.
Por otro lado, los remaches utilizados en el proceso de remachado tienen mínimos errores de parámetros, facilitando el control de calidad y la estandarización de la producción.
Todo el mundo sabe que en la fabricación de aviones la exigencia de estandarización es alta.
El aspecto más crítico en la industria de la aviación es la consistencia de la calidad. Un avión tiene millones de remaches, y el primer remache producido debe ser idéntico a las decenas de millones que le siguen.
La resistencia necesaria para los remaches de un avión alcanza los 1.100 megapascales, equivalente al peso de diez sedanes en un centímetro cuadrado. La precisión del procesamiento de remaches alcanza el control a nivel de micras.
Este concepto es similar al de los propios aviones grandes. Fabricar un avión grande y de última generación no es muy difícil para un país grande, pero producir miles de productos idénticos es un desafío monumental.
Los remaches no aumentan la resistencia aerodinámica; al contrario, lo disminuyen.
Algunos podrían preguntarse: ¿estos remaches visibles no aumentarían la resistencia aerodinámica del avión? De hecho, los remaches utilizados en la fabricación de aviación son principalmente del tipo avellanado y con cabeza saliente.
En el interior de los aviones, donde no es necesario el modelado aerodinámico, se utilizan predominantemente remaches de cabeza saliente, que son económicos y más fáciles de procesar.
Los remaches avellanados, por otro lado, se utilizan principalmente en las partes exteriores del avión que deben ser lisas. Pueden reducir eficazmente la resistencia de los aviones. El proceso de fabricación requiere tolerancias estrictas para las tapas de los remaches y las estructuras circundantes. Al tocar la superficie del avión, apenas se siente la presencia de los remaches.
Esta aplicación produjo resultados significativos. Según datos de la Segunda Guerra Mundial, el uso de remaches avellanados puede reducir la resistencia de los aviones en aproximadamente un 3%.
¿Cómo podemos sustituir un remache roto?
Normalmente, utilizamos un remache congelado como reemplazo. Este remache se enfría rápidamente después del tratamiento térmico y debe remacharse quince minutos después de su uso.
La resistencia de este remache congelado aumenta en condiciones normales de temperatura, aumentando así la estabilidad de la estructura remachada.
¿Qué pasa cuando se suelta un remache?
Un solo remache suelto podría desencadenar una alerta de mal funcionamiento de la aeronave, lo que requeriría horas extras para que el personal de mantenimiento localizara el remache problemático.
En 2016, para solucionar un problema con un avión A320, el personal de mantenimiento trabajó incansablemente durante tres días y tres noches. Después de investigar sistemáticamente todos los posibles fallos, finalmente identificaron un pin suelto entre cientos de pines de datos, cada uno de menos de 1 milímetro de diámetro.
Aunque la tarea de identificar y reparar fallas en los remaches puede ser exigente, no es motivo de preocupación. Los tornillos de aviación son autoblocantes, lo que reduce la probabilidad de que se aflojen.
Debido a diversas restricciones, la mayoría de los aviones que vemos hoy en día se ensamblan con remaches.
Las piezas individuales del revestimiento del avión se interconectan mediante remaches, formando efectivamente una armadura aerotransportada. Esto permite que los flaps del avión se muevan con flexibilidad.
Proceso de remachado en prensa.
El remachado a presión es un método de sujeción que aplica presión externa para cambiar la plasticidad del material en el proceso de ingeniería. Esta técnica permite la inserción de tornillos y tuercas remachables en ranuras prefabricadas especializadas de la estructura, logrando así una conexión confiable entre componentes.
Para los pernos de tuerca remachables a presión se utilizan típicamente láminas comunes de acero con bajo contenido de carbono, láminas de aleación de aluminio y láminas de cobre. Para materiales de dureza excesiva, como acero inoxidable y placas de acero con alto contenido de carbono, se utilizan tuercas remachables especialmente fabricadas y de alta dureza. Por lo tanto, el acero inoxidable rara vez se utiliza en pernos remachables a presión y en piezas de chapa con tuerca remachable a presión. Lo mismo se aplica a los pernos y tuercas remachables a presión, donde rara vez se utiliza acero inoxidable.
A través del análisis de los procesos de remachado con prensa, junto con introducciones a los componentes comunes de remachado con prensa y sus técnicas, y junto con los métodos de control de calidad de las operaciones de remachado con prensa, se llevó a cabo una discusión exhaustiva de los procesos de remachado con prensa.
I. Proceso de remachado
1. El tamaño del orificio para la colocación de los remaches debe realizarse de acuerdo con la tabla de tamaños de orificios estándar.
2. Excepto en casos especiales (como cuando se produce interferencia con el remachado después de completar todo el mecanizado y tratamiento de la superficie), el tratamiento de la superficie del producto debe completarse antes del proceso de remachado.
3. Al seleccionar el color de las piezas remachadas, si se selecciona un revestimiento de zinc de color en las piezas del producto, las piezas remachadas deben coincidir. Para el revestimiento de zinc azul, zinc blanco, níquel y óxido en piezas del producto, normalmente se utilizan piezas remachadas niqueladas. Para piezas de productos especiales que necesitan ser remachadas antes del tratamiento de la superficie y requieren refuerzo de soldadura, también se eligen piezas remachadas niqueladas, ya que las propiedades químicas de la capa de recubrimiento afectan la calidad de la soldadura.
II. Requisitos de introducción y procesamiento de piezas remachadas comunes.
(I) Tuercas remachables y sus requisitos de procesamiento
cuando el espesor
