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航空航天应用解决方案

文章出处:admin 人气:发表时间:2019-03-16 14:59

 激光制造技术在国防和航空航天领域的产业化应用前景远大,具有效率高、能耗低、流程短、性能好、数字化、智能化的特点。针对现状,我国将继续发挥激光制造技术的优势,改变我国航空航天领域关键器件和技术主要依赖进口的现状,最终形成我国新一代激光制造产业链。作为激光行业的先驱者企业,华工激光致力于提供航空航天领域的全套加工生产线:高功率激光焊接、高功率激光切割打孔、激光表面处理技术、中小功率激光微细加工等系列产品。

高功率激光焊接

  钛合金主要广泛用在飞机上,并已由次承力结构件转为主结构件,铝合金是运载火箭及各种航天器的主要结构材料。先通过对比铝合金、钛合金的传统焊接与激光复合焊,突显出激光加工有能量集中、易于操作、高柔性化、节能环保和高质高效等优点。

 

 


YAG-MIG复合焊激光焊接机


飞机合金壁板激光焊接
采用填丝焊的原因:铝及铝合金在高温时强度很低,液态铝的流动性能好,在焊接时焊缝金属容易产生下塌现象。
优点:对缝精度要求低,焊缝强度高。
选料原则:纯铝焊丝的纯度一般不低于母材化学成分,与母材相应或相近,耐蚀元素(镁、锰、硅等)的含量一般不低于母材。异种铝材焊接时应按耐蚀较高、强度高的母材选择焊丝。

 

 

高功率激光切割、打孔

航空工业激光切割打孔应用广泛
● 在航空航天工业中用激光切割的材料有钛合金、镍合金、铬合金、铝合金、氧化铍、不锈钢、钛酸钼、塑料和复合材料等。
● 可用激光切割加工飞机蒙皮、蜂窝结构、框架、翼彬、尾翼壁板、直升机主旋翼、发动机机匣和火焰筒等。
 激光切割一般用连续输出的激光器YAG和CO2激光器, 也有用高重频CO2脉冲激光器。

高功率激光表面热处理

激光的表面热处理主要有:激光淬火、激光熔覆。


激光淬火 激光熔覆
激光淬火是用高能激光在工件表面快速扫描,在工件表面极薄的光斑大小的小区域内快速吸收能量瞬间使其急剧达到高温,又瞬间完成低温淬火的高新技术。 激光熔覆是用激光新技术修复旧设备,是再制造、再利用工程。
具有:高速加热和高速自冷;硬度高;工艺周期短,生产效率高,自动化程度高,易被计算机控制;无污染等优点。 此项新技术是以陈旧老化设备为对象,进行二次加工,恢复和提高设备利用率,从而达到再次创造价值,节约资源,保护环境,实现可持续发展的一门新技术工程,主要应用于电力,冶金,钢铁,机械工业等领域。

● 不用模具:零件更改时,只需改变程序,大大缩短生产准备周期,又能适应零件批量少、品种多、变更大的新产品试制要求;
● 不用划线:加工精度和重复精度高,可切复杂的曲线外形,切割速度快,达2-4m/min,工作效率提高8-20倍;
● 切缝窄:0。1-0。2mm,还可以套裁,可节省材料20%-25%;
● 节省夹具:切割时不需要刚性夹紧,工件不受力,可切蜂窝结构及薄板易变形零件,可实现自动加工;
● 激光加工易于操作,节能环保,能提升产品质量和生产效率;
 激光加工可靠性高,稳定性强,可满足工业大批量生产加工的需求。

激光焊接工艺

  国外大型飞机采用激光束焊接技术,这一技术替代了铆钉焊接法。下机身采用激光束焊接技术。比起传统的焊接技术,激光焊接拥有精度高、无需焊料等显著优势,通过激光焊接,节约下来的铆钉就重达20吨,这20吨的载重量全部“变成”了座位数,大幅降低了每个座位的单位能耗。

国外航空工业激光切割应用广泛

 

1)用激光切割321不锈钢制的发动机舱隔板,省材20%。用激光切割F-14飞机钛制机翼长彬,其长度2.5x6.5米,厚4.3-1.3mm, 原用锯床下料,切后再用手工锉修,每根约需2小时,用激光切割只需20分钟,边缘无毛刺,切后无需锉修,并能省材25%。
2)美国用500瓦CO2激光器切割硼/ 环氧树脂制的F-15形状复杂的尾翼壁板。
3)发动机机舱蒙皮是一块带有若干开口的0.09x22x2032mm钛合金件。与化学方法相比 ,用激光切割下料可减少工时58%
4)此外,美国飞机公司采用功率500瓦数控五座标CO2激光切割机切割大型三维的飞机零件。英国直升机公司用CO2激光机切割直升飞机的不锈钢主旋翼, 用过去的方法需要35分钟,现在只需1分40秒。

 

飞机发动机激光打孔案例

发动机燃烧室表面激光打孔

华工激光热处理应用案例

发动机锻造叶片 激光熔覆

涡轮导向器叶片 激光再制造前                涡轮导向器叶片 激光再制造后

中小功率激光微细加工

仪表永久标识                                         轴承永久标识

 

飞行器零部件密封焊接

光纤陀螺仪激光密封焊接                                 钽电容激光密封焊接

 

航天军工零部件精密切割打孔

航空发动机叶形孔                                      发射管石墨栅极                                         激光打孔

航天军工传感器精密激光调阻

压力传感器在线调阻                             激光调阻200倍放大镜下                               薄膜压力传感器精密修调

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