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激光切割和焊接在高精密加工行業(yè)的應用特點

[發(fā)布日期：2015-01-07 16:01 瀏覽次數(shù)：]

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      激光制造技術在國防和航空航天領域的產業(yè)化應用具有遠大前景，具備性能好、數(shù)字化、效率高、能耗低、流程短、智能化等優(yōu)點。
      航天飛機主要結構材料鋁、鈦合金的激光焊接相對于傳統(tǒng)焊接方式，因為飛機焊接需要精密環(huán)境，手動焊接需要焊接一個零部件抽一次真空，而激光焊接則可以省掉該步驟，大大地節(jié)省了時間，激光焊接效率也是傳統(tǒng)焊接的5-6倍；熱影響小，激光焊接相對于傳統(tǒng)的機械加工，材料表面幾乎毫發(fā)無損；而且激光焊接能夠實現(xiàn)自動化、柔性化，通過數(shù)據(jù)編程，真正實現(xiàn)智能制造。
　　攻克微小群孔的加工方法成為了飛機“心臟”正常跳動的關鍵。但目前現(xiàn)有的電火花打孔、激光打孔孔壁存在再鑄層、微裂紋，繼而降低零件使用壽命，嚴重影響零件使用的穩(wěn)定性。為了去除再鑄層和微裂紋，國內外采用的激光加工、電解加工、電火花加工等技術措施均不能同時達到加工速度快、表面粗糙度值低、穩(wěn)定加工的要求。
　　航空發(fā)動機是飛機的心臟，是飛機性能的重要決定因素。飛機上使用的大型渦輪風扇發(fā)動機，每分鐘渦輪轉速超過5000次，發(fā)動機燃氣流進入渦輪前的溫度高達1500攝氏度，為了渦輪葉片、燃燒室、噴油嘴等防止發(fā)動機中的３萬余個零部件“發(fā)燒”，就需要把外圍的冷空氣引入，在內部表面形成很薄的冷空氣膜，運用直徑為0.5mm的將近10萬余個微小氣膜孔給他們進行冷卻降溫。
　　激光焊接技術主要可應用于焊接飛機主要結構材料鈦合金及飛機合金壁板、汽缸墊、電機盒、炮彈、魚雷、鋁合金導彈裝藥庫等方面；激光切割打孔技術可用于飛機蒙皮、蜂窩結構、框架、尾翼壁板、直升機主旋翼、發(fā)動機機匣和火箭筒等；激光表面處理技術主要有激光淬火與激光熔覆，激光淬火是用高能激光在工件表面快速掃描，在工件表面指甲蓋厚度的小區(qū)域內快速吸收能量不到一秒升到600-1000℃高溫，2-3秒內完成低溫淬火，激光淬火后的工件表面會更加堅硬。激光熔覆可修復飛機舊設備，如飛機發(fā)動機鍛造葉片、渦輪導向器葉片等，熔覆后的舊設備嶄新如初，設備基材性能甚至超過從前，柔軟的材料會更柔軟，堅硬的材料會更堅硬；中小功率激光微細加工主要包括飛機上儀表的永久標識、軸承永久標識等。
       目前的焊接切割高精度普遍采用激光技術，而傳統(tǒng)的粗加工數(shù)控火焰切割機和等離子加工工藝不適合高精密材料的切割和焊接要求。所以民用通用粗加工相對于激光來說，使用更普遍，主要是采購和使用成本低，激光切割和焊接成本要高的多。

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