隨著“天宮一號”的發(fā)射,標(biāo)志著我國的航天技術(shù)再上一個新臺階,而激光技術(shù)作為當(dāng)今世界范圍內(nèi)較先進(jìn)的制造加工技術(shù)之一,它在航空航天領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用,對于我國航空航天工業(yè)的迅速發(fā)展起著重要的推動作用。
不管是 “天宮一號”目標(biāo)飛行器,還是之前的“神舟七號”目前市場飛船、“嫦娥奔月”計劃、“大飛機(jī)”計劃、載人航天工程等,都廣泛應(yīng)用了激光技術(shù)。
以下將介紹航空航天工業(yè)中幾種激光加工技術(shù)的應(yīng)用情況:
(一)激光焊接技術(shù):
這是激光在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的較廣泛的技術(shù),因為激光焊接相對于電子束、等離子束和傳統(tǒng)焊接方法有自己獨特的優(yōu)勢:
⑴.能量密度高。高功率激光束經(jīng)聚焦后,焦斑直徑很小,因此功率密度很高,可達(dá)105~108W/cm2,比電弧焊(5×102~104W/cm2)要高出幾個數(shù)量級,能焊接高硬度、高脆性及高熔點、高度度的材料!
⑵.熱影響區(qū)和變形區(qū)都很小。激光焊接加熱及冷卻速度較高,其結(jié)晶速度比一般熔焊的高幾十倍,熱影響區(qū)很小,材料變形小,無需后續(xù)工序處理!
⑶.焊接不同材料的組合。可對高熔點、高熱導(dǎo)率、物理性質(zhì)差異非常大的異種或同種金屬材料進(jìn)行焊接!
⑷.激光焊接系統(tǒng)具有高的柔性。與CAD/CAM或機(jī)器人聯(lián)合組成的焊接系統(tǒng)可形成多功能的激光加工系統(tǒng),焊接速度快,功效高,易于實現(xiàn)自動化!
在20世紀(jì)70年代之前,由于沒有高功率連續(xù)激光器件,因此研究的要點是小型準(zhǔn)確零件的點焊,或者由單個焊點搭接而成的縫焊。而時至今日,隨著激光器功率的提高,現(xiàn)在焊接十幾毫米厚的鋼板也比較容易!
另外,激光焊接由于熱影響小、密封性好、適合在真空等特殊環(huán)境下加工,因此在航天航空器件中得到廣泛應(yīng)用!
目前激光焊接較新的應(yīng)用成果是,用激光焊接技術(shù)取代傳統(tǒng)的鉚釘進(jìn)行鋁合金飛機(jī)機(jī)身的制造從而減輕飛機(jī)機(jī)身重量近20%,提高度度近20%,如今德國宇航公司MBB、空中客車公司都應(yīng)用了此項技術(shù)。