如今的飞机制造中，使用的复合材料结构越来越多，越来越普遍，不同于过去金属结构的连接，复合材料因其材料的特殊性，对连接技术有其特殊的要求。在几次赴空客考察期间，我特意对飞机复合材料结构件的连接技术进行了关注，总结出一些连接方式和技术，供大家在工作中参考。
一、机械连接
原理与类型：通过紧固件（螺栓、铆钉、插销等）将复合材料与金属或复合材料连接，分为螺接、铆接及专用紧固件连接。
螺接：适用于主承力结构，传递大载荷，但成本高且增重明显。
铆接：成本低、工艺简便，但传统铆接易损伤碳纤维增强复合材料（CFRP）。例如，四川大学团队研发的无损铆接技术（如垫圈镦头一体化、凹槽衬套抽芯铆接）可提升连接强度87%，降低重量27%。
专用紧固件：如高锁螺栓、环槽钉，适用于密封或单面安装场景。
优缺点
优点：可重复装配、维修性强、环境适应性好、无残余应力。
缺点：制孔导致应力集中、孔边损伤、电化学腐蚀风险，且单架飞机用量大时成本高昂。
二、胶接
原理与工艺：利用胶粘剂（如环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯）实现无缝连接，传递剪切力和扭矩。
表面处理：需清洁、粗糙化或激光处理以增强粘附力。
搭接设计：根据厚度选择单面、双面或阶梯搭接，例如厚度>4mm时采用斜面搭接（角度6°~8°）。
胶粘剂选择：低温环境用韧性胶（如3M DP420环氧胶），高温环境用脆性胶。
优缺点
优点：无应力集中、抗疲劳、密封性好、结构轻量化。
缺点：工艺复杂（需表面处理和固化设备）、不可拆卸、强度分散性大、受环境温湿度和环境洁净度影响显著。
三、混合连接
原理与优势：结合机械连接与胶接，通过协调变形实现协同增效。
应用：适用于中等厚度板或需高安全余度的部位（如飞机蒙皮与框架连接）。
设计要点：选用韧性胶粘剂，确保胶层与机械连接变形一致，避免剪切破坏。
优势：提升抗剥离、抗冲击及抗蠕变性能，隔离电化学腐蚀，兼具轻量化与高可靠性。
四、焊接
适用场景与技术：主要用于热塑性复合材料，包括：
1. 激光焊接：通过高能激光束熔化材料，分为自焊接、填丝焊接及摆动焊接。参数控制（如功率密度、脉冲波形）影响熔深与质量。
2. 电磁铆接：利用电磁脉冲快速成形铆钉，减少振动损伤，应用于空客A350等机型。
3. 过盈配合铆接：通过干涉量设计提升密封性与疲劳寿命。
五、Z-Pin连接与缝合连接
Z-Pin连接：通过垂直插入金属或碳纤维针增强层间结合，适用于承受剪切载荷的结构，但工艺复杂且成本较高。
缝合连接：用高强度纤维贯穿复合材料层合板，实现整体化连接，适用于复杂曲面或需多次拆卸的场景。
六、先进工艺与发展趋势
1. 自动化技术：如自动钻铆、机器人装配，提升精度与效率。
2. 智能化监测：通过传感器实时监控胶接质量与疲劳寿命。
3. 环保材料：开发低VOC胶粘剂与可回收紧固件，减少环境影响。
航空复合材料连接技术还需根据载荷类型、材料特性及环境条件综合选择。例如，主承力结构优先机械连接，非承力或密封部位采用胶接，而高安全余度区域则需混合连接。
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