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激光焊接技术在航空制造方面的应用

2023年05月08日 10:10:05      来源:浙江弘宇激光设备有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:19

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 在飞机制造生产中,钛合金、高强铝合金主要作为薄壁结构件使用,该类材料的连接一般采用传统的铆接工艺,之所以不采用传统的弧焊方法是因为其热源是 发散的,能量密度较低,因此焊接速度低、热输入量大、焊接接头性能差及焊接结构的变形量大,难以满足焊接件的使用要求。然而激光焊接恰恰因为其特点弥补了 传统熔焊的缺陷,可在保证焊接接头具有良好性能的同时,使得焊接结构的变形也较小。

  因此,激光焊接机技术与航空制造技术相融合,作为一项成熟的技术成为航空用轻质合金连接的一种重要手段,对现代航空制造中结构件、部分发动机部件间的连接,起着举足轻重的作用,并在国际上有许多成功的应用实例。

  美国在20世纪70年代初的航空航天工业中,已利用15kW的CO2激光器针对飞机制造业中的各种材料、零部件,进行焊接试验、评估及工艺的标准 化。用6kW的CO2激光器焊接喷气发动机燃烧室衬套,该零件需在1.2mm厚的镍基合金轮缘与冷弯零件上得到1.8mm深的焊缝,如此严格的焊缝深度要 求只有激光焊才能实现。

  空中客车A340飞机的制造中,其全部铝合金内隔板均采用激光焊接,大大简化了飞机机身的制造工艺;机身蒙皮与筋板的激光焊接机取得了突破性进展并已 在空中客车A380上得到应用,在相同结构刚度条件下,用激光焊接技术取代传统的铆接能减轻机身重量10%~20%,提高强度近20%。

  我国也已将激光加工技术及设备列为“当前国家优先发展的高技术产业化重点领域”。中国一航北京航空制造工程研究所的高能束流加工技术国防科技重点实 验室,集激光加工技术、电子束加工技术和等离子体加工技术于一体,是我国同时拥有三束加工技术的研究单位。“九五”、“十五”期间,在激光焊接过程机 理及应用方面开展了大量的研究工作,包括航空用金属材料的激光焊接工艺及机理研究、精密激光焊接技术研究、新型材料及难加工材料可焊性及工艺优化技术研 究、装备新结构的激光束的新加工方法及关键工艺装备研究、提高激光性能及加工过程控制和质量监控技术的研究、激光全息技术用于焊缝质量检测的研究以及 航空结构件激光焊接技术的研究等等。在过去几十年时间里,为我国激光焊接技术发展作出了很大的贡献,研究成果已成功地应用在我国新型航空动力装置及结构件 的研制和生产中。

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