飛機壁板按制造技術(shù)來分，主要有機加壁板、鉚接壁板、焊接壁板等，如圖1所示。整體機加壁板由于其生產(chǎn)效率低、材料利用率低等原因，目前在民用飛機制造中使用越來越少。相對于目前大量使用的鉚接壁板而言，焊接壁板具有諸多優(yōu)點，它不僅能極大地減輕構(gòu)件的重量，同時具有良好的氣密性,并能減少裝配工作量,提高生產(chǎn)效率。因此，基于焊接工藝制造的飛機壁板成為飛機——特別是民用飛機制造技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。目前，空中客車公司已經(jīng)在A380等多種機型上采用了激光焊接的整體機身壁板制造技術(shù)。

然而，基于焊接的整體機身壁板制造技術(shù)，是當(dāng)代民機制造技術(shù)中的難點之一。在大型民用客機領(lǐng)域，目前僅有空客公司在其多個型號的機體結(jié)構(gòu)中采用了激光焊接壁板制造工藝。

針對大型客機焊接整體壁板制造技術(shù)，國外已經(jīng)開展了大量的系統(tǒng)性研究工作。以波音787、空客A380、A350為代表的新型客機由于大量采用輕質(zhì)高強整體壁板結(jié)構(gòu)，在減輕結(jié)構(gòu)重量、延長使用壽命、降低維修成本方面有了顯著的進(jìn)步，典型代表之一就是結(jié)合新材料新工藝的新型高強鋁合金焊接壁板等機身結(jié)構(gòu)。

經(jīng)過近十年的研究，空客公司將激光焊接機身壁板首先在A318飛機上得到應(yīng)用?？罩锌蛙嚬静捎眉す夂附蛹夹g(shù)將A318機身兩塊下壁板的蒙皮與桁條焊接成整體機身壁板，焊縫長度達(dá)110m，從而使激光雙光束焊接技術(shù)在飛機整體壁板制造上有了突破性的應(yīng)用。在后續(xù)的A380、A340等機型上，機體焊接結(jié)構(gòu)用量不斷增加，A350上的焊縫總長度更是達(dá)到1000m，如圖2所示。

相關(guān)資料表明，空中客車公司機身壁板采用的即是如圖3（a）所示的雙激光束雙側(cè)同步焊接工藝。對于民用客機機身壁板而言，如圖3（b）所示的單面焊接雙面成形工藝會對蒙皮完整性造成破壞，從而影響機身的氣動外形；如果加以打磨等處理后服役使用，則會影響其疲勞壽命性能。由于T型結(jié)構(gòu)雙激光束雙側(cè)焊接工藝避免了傳統(tǒng)的T型結(jié)構(gòu)單面焊接雙面成形工藝對底板(蒙皮)完整性的破壞，同時該工藝對比傳統(tǒng)的鉚接工藝而言能極大地減,輕構(gòu)件的重量，因而在航空制造業(yè)中受到青睞。圖4即為空中客車公司A380激光焊接機身壁板結(jié)構(gòu)件。

機身壁板激光焊接是一個多系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作過程，一般認(rèn)為至少包括激光器系統(tǒng)、工裝夾具系統(tǒng)、運動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、焊接跟蹤與定位系統(tǒng)、焊接質(zhì)量在線保障系統(tǒng)等部分。單就激光器系統(tǒng)而言，據(jù)悉，德國和法國的空客公司就分別采用了不同類型的激光器，其中法國空客采用的是2臺Nd:YAG 固體激光器，而德國空客采用了2 臺CO2激光器。目前，國產(chǎn)大型客機項目中，其機身激光焊接系統(tǒng)采用的是兩臺對稱的光纖激光器。雖然空客公司多個主流型號都采用了鋁合金焊接機身壁板結(jié)構(gòu)，然而，至今尚沒有其他企業(yè)完全掌握這一工藝。

攪拌摩擦焊接作為一種較新的技術(shù)，由于其加工過程峰值溫度低于被連接合金液相溫度，因而有常規(guī)熔化焊接所不具備的諸多優(yōu)點。但同時，攪拌摩擦焊接在腔體內(nèi)置焊縫的可達(dá)性、對于復(fù)雜曲線路徑焊縫的穩(wěn)定性等方面尚具有一定的局限性。然而，攪拌摩擦焊接在機體結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用已經(jīng)有諸多先例，主要應(yīng)用在對接結(jié)構(gòu)和搭接結(jié)構(gòu)中。

大量報道顯示，波音公司和洛克希德.馬丁公司在其產(chǎn)品C-17 和C-130 運輸機中分別使用了攪拌摩擦焊接的地板結(jié)構(gòu)。同時，也有文獻(xiàn)報道稱，空客公司在其主流產(chǎn)品的機身結(jié)構(gòu)中大量使用攪拌摩擦焊接技術(shù)，但截至目前尚未有可信的證據(jù)。

關(guān)于攪拌摩擦焊接在飛機主承力結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用，另一個被廣泛傳頌的型號就是美國Elipse公司制造的“全攪拌摩擦焊接N500商務(wù)飛機”，如圖5。

需要指出的是，“全攪拌摩擦焊接飛機”是一個不準(zhǔn)確的概念。同時，不可否認(rèn)的是，N500商務(wù)飛機的確在多個部位大量采用了攪拌摩擦焊接結(jié)構(gòu)。

另外，根據(jù)中國攪拌摩擦焊接中心的相關(guān)宣傳資料，我國正在研制的某型運輸機中，其地板結(jié)構(gòu)采用了FSW技術(shù)制造。但是，截止目前，在國產(chǎn)大型客機中，攪拌摩擦焊接機身結(jié)構(gòu)的應(yīng)用還有較為遙遠(yuǎn)的距離。

我國大型客機項目研制方案中初步確定在機身部分位置壁板采用焊接制造工藝，考慮在前機身、中后機身的部分下壁板制造工藝中采用激光焊接工藝。針對目前我國大型客機設(shè)計方案中的機身壁板新型鋁合金焊接技術(shù)，前期有兩種備選方案，即激光焊接機身壁板與攪拌摩擦焊接機身壁板，如圖6所示。

截止目前，中國商飛公司已經(jīng)能夠焊接出1:1的激光焊接機身壁板結(jié)構(gòu)件和攪拌摩擦焊接機身壁板樣件。

由于焊接壁板具有顯著優(yōu)點，在現(xiàn)代飛機制造領(lǐng)域已得到較為廣泛地應(yīng)用。近年來航空制造業(yè)為適應(yīng)市場需求不斷對機體實施薄壁輕量化的改進(jìn)，飛機制造領(lǐng)域不斷嘗試采用焊接工藝生產(chǎn)機體壁板結(jié)構(gòu)件。然而，鋁合金大尺寸薄壁件的焊接工藝具有一定難度，特別是民用飛機近乎苛刻的質(zhì)量要求對飛機壁板的焊接工藝提出了極高的要求。要實現(xiàn)在機身壁板中大量采用焊接結(jié)構(gòu)，還有待更深入的研究和更豐富完善的實驗。