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    航空制造中的激光技術你懂幾個

    作者: 鄭州百維 時間:2017-12-15 來源:百維激光
    摘要:12月5日,國產大飛機C919再獲一筆訂單,訂單總數達到785架。大飛機,承載著中國人太多的情感和希冀。每一次與大飛機相關的新聞都廣受關注,是當之無愧的頭條。 在航空制造業中,...

    12月5日,國產大飛機C919再獲一筆訂單,訂單總數達到785架。大飛機,承載著中國人太多的情感和希冀。每一次與大飛機相關的新聞都廣受關注,是當之無愧的頭條。

    在航空制造業中,激光技術扮演著越來越重要的角色。由于它具有無接觸、不需要工模具、清潔、效率高、方便實行數控等優勢,航空制造業中可以說是一言不合就用激光。

    到底激光技術強大在哪里?今天就給大家來聊聊激光技術的那些應用。

    激光打孔

    激光打孔是領先早達到實用化激光加工技術,這種技術的特點是能加工到1μm的微孔,尤其適合加工與表面成各種角度的小孔。

    薄壁零件的小孔、復合零件的深小孔以及硬、脆、軟和高強度等難加工材料上的微小孔。激光打孔與工件材料的剛性、強度、脆性等機械性能無關,能在鈹、銅、鋁、鋅、鐵、不銹鋼、耐熱合金、硬質合金等材料上打孔,并且容易實現自動化。

    美國普惠公司用座標釹玻璃激光器在鎳鈷合金渦輪葉片上加工直徑為0.5mm,深為3.1mm的冷卻孔,只用7秒鐘。國外一些航空活門制造廠廣泛采用激光打孔。采用50WCO2激光打孔,打出孔徑為0.2mm-1mm,加工時間為50ms-80ms,效率可以達到300孔/分。

    發動機燃燒室表面激光打孔

    激光切割

    激光切割范圍和很寬,它可以切割各種高硬度、高熔點的金屬、非金屬等各種材料。激光切割具有切縫窄、速度快、熱變形小,省材等優點。并可切割硬質材料、脆性材料及粘性材料。

    在航空設備制造中,外殼采用特殊金屬材料制成,強度高、硬度高、耐高溫,普通的切割手段很難完成材料的加工,激光切割是一種高效的加工手段,可激光切割加工飛機蒙皮、蜂窩結構、框架、發動機機匣等。

    激光焊接

    激光焊接是以激光為熱源進行的焊接。激光是一束平行光,用拋物面鏡或凸透鏡聚焦,可以得到較高的功率密度。用高密度的激光熱源進行焊接,可焊接熔深要求較大的焊縫。

    與其他焊接方法相比,激光焊接有如下優點:

    ●焊接輸入熱量可受控并降低到領先低需要量,焊接熱影響區金相變化范圍可以很小,零件焊后導致的變形亦領先??;

    ●無電非常,無電非常污染或受損的顧慮,機具的耗損及變形可降低至領先低;

    ●焊接不受距離限制,可以切換裝置將激光束傳送至多個工作站,易于自動化高速焊接;

    ●激光束不受磁場干擾,便于精確對準焊件,焊接精度高;

    ●不需要真空,也不需做射線防護。

    光纖陀螺儀激光密封焊接

    使用激光焊接不論從降低飛機制造成本、縮短生產周期、還是減輕飛機質量、體高飛機性能方面都有良好的表現。目前,激光焊接已應用于波音、空客等主要航空企業的飛機制造中。

    復合焊激光焊接機

    激光沖擊強化

    激光沖擊強化簡稱LSP技術,是一種利用激光沖擊波對材料表面進行改進,提高材料的抗疲勞度、磨損和應力腐蝕等性能的技術。

    利用高功率短脈沖激光與板材相互作用產生強沖擊波,在工件表面形成瞬時溫度高達10000℃的高溫和數GPa的高壓,使金屬材料發生微彈塑性變形,從而提高金屬材料的疲勞壽命和抗疲勞磨損機械性能,達到航空器材改性目的。

    在航空領域中,激光強化處理可用來整修飛機上的緊固件等,目前飛機上所使用的緊固件數量驚人,僅對于在機翼還是機翼或機身的各種重要部件而言,每架飛機緊固件數量也高達3-20萬件。因此,開展激光沖擊強化技術能改善飛機結構中的緊固件周圍疲勞性能的應用研究,提高飛機的安全性、可靠性和使用壽命均具有重要的現實意義和經濟效益。

    激光熔覆

    激光熔覆是材料表面改性技術的一種重要方法,它是利用高能激光束子在金屬表面輻照,通過迅速熔化、擴展和迅速凝固,在基材表面熔覆一層具有特殊物理、化學或力學性能的材料,從而構成一種新的復合材料,以彌補機體所缺少的高性能。

    這種復合材料能充分發揮兩者的優勢,彌補互相的不足。對于某些共晶合金,甚至能得到非晶態表層,具有非常好的抗腐蝕性能。

    渦輪導向器葉片激光再制造前后對比

    航空工業是領先先吸取激光熔覆的優點用于生產的部門,因為它不僅能用于加工零部件,而且能用于修理零部件。第一個激光表面熔覆應用在1981年Rolls-Royce的RB211飛機發動機高壓葉片連鎖。

    航空發動機鈦合金和鎳合金摩擦副的接觸磨損是發動機使用和維修中的一大難題,通過激光熔覆技術則可獲得優質的涂層,為燃氣渦輪發動機零部件的修復開創一個新的局面。

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