激光切割在鋁材上的應(yīng)用
日期：2018-11-16 14:56:03 | 人氣：4041
激光切割的優(yōu)勢(shì)在于能快速、準(zhǔn)確的將鋁箔加工成 不同的形狀，該技術(shù)優(yōu)勢(shì)使得激光切割設(shè)備剛實(shí)現(xiàn)商業(yè)化就吸引了許多航空公司。二十世紀(jì)七十年代，主要的制造商對(duì)激光切割技術(shù)進(jìn)行了評(píng)估，他們發(fā)現(xiàn)，激光加 工產(chǎn)生的微裂痕對(duì)零件的疲勞特性所產(chǎn)生損害是不允許的。潛在的增重?fù)p害了制造業(yè)的利益，就使得激光切割技術(shù)被主要的機(jī)身制造商們束之高閣。
旋轉(zhuǎn)器零部件和變速器的制造是采用大型金屬坯鍛造而成的。機(jī)身也包含了一些采用鍛造材料的零件，但是，機(jī)身零件絕大多數(shù)采用鋁板。傳統(tǒng)上，使用 7000系列鋅基鋁合金來進(jìn)行加工，這是因?yàn)樵摵辖鹁哂辛己玫撵o止力度和疲勞強(qiáng)度。雖然7000系列鋁材料很適合航空應(yīng)用，但是它們不耐高溫?？焖偌訙?， 如焊接和激光切割等操作，會(huì)導(dǎo)致微裂痕。微裂痕導(dǎo)致疲勞強(qiáng)度的降低。焊接和激光切割是兩種產(chǎn)生熱致微裂痕的加工。
質(zhì)量和加工控制是至關(guān)重要的。任何給加工帶來不確定因素的過程都必須加以控制或者直接排除。以往，激光切割給不同生產(chǎn)批次之間的質(zhì)量控制和一致性帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
在目前的激光切割系統(tǒng)中，這些激光切割在航空應(yīng)用中的局限性都得到改進(jìn)，這些局限性包括疲勞性能和制造過程一致性降低的問題?，F(xiàn)在，激光系統(tǒng)在 很大程度上減小了熱影響區(qū)域（HAZ）的大小和相應(yīng)的微裂痕。在激光切割過程中，技術(shù)人員已經(jīng)可以對(duì)切割參數(shù)進(jìn)行控制，幷且利用計(jì)算器軟件進(jìn)行精確的重 復(fù)。這些技術(shù)進(jìn)步使得人們對(duì)激光切割是否適用于機(jī)身結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)重新思考。機(jī)身結(jié)構(gòu)主要是7000系列鋁材料制造而成。
疲勞斷裂通常發(fā)生在應(yīng)力集中的地方，如零件的邊緣，幾何形狀變化處，或者接合處。薄板金屬制成的機(jī)身零件有很多不同的接合方式，絕大多數(shù)的疲勞 裂痕發(fā)生在接合處。如果激光沒有被用于切割接合處的小孔，那么激光主要就用于零件的邊緣切割。對(duì)于其它的效應(yīng)，可以采用最易損壞的連接位置來說明與連接處 相比，激光切割帶來的微裂痕幷非主要的損壞部位。這樣，我們就能得出結(jié)論：如果一個(gè)零件有可能在連接處斷裂，那么激光切割技術(shù)不會(huì)進(jìn)一步損壞零件的疲勞特 性。
激光切割過程可以更快的加工具有一致性的零件，它比傳統(tǒng)的加工效率更高。激光技術(shù)有望降低加工時(shí)間和生產(chǎn)成本。長(zhǎng)時(shí)間以來，在7000系列鋁板 的加工中，激光器的優(yōu)勢(shì)一直由于疲勞性能的降低而未能得到發(fā)揮。最近，激光系統(tǒng)的革新使得人們重新對(duì)激光切割航空用鋁的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行評(píng)估。初步測(cè)試已經(jīng)表明激 光技術(shù)在機(jī)身加工中的潛力。今后的機(jī)身系統(tǒng)以及現(xiàn)有的設(shè)計(jì)不應(yīng)因?yàn)檫^去的經(jīng)驗(yàn)而排除激光器在該機(jī)身系統(tǒng)中的可能應(yīng)用。我們應(yīng)該保持開放的態(tài)度來分析各種情 況，以確定激光技術(shù)可否帶來產(chǎn)品效益。
