現(xiàn)代激光技術(shù)在機(jī)械加工及航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用

110000 沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司 遼寧 沈陽(yáng)|單丹丹 任得志

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現(xiàn)代激光技術(shù)在機(jī)械加工及航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用

110000 沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司 遼寧 沈陽(yáng)|單丹丹 任得志

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展為各行業(yè)領(lǐng)域注入新鮮的活力，以現(xiàn)代激光技術(shù)為例，其涉及的行業(yè)領(lǐng)域極多如輕工業(yè)、汽車行業(yè)、機(jī)械加工、電子行業(yè)以及航空等方面。本文主要圍繞航空航天領(lǐng)域、機(jī)械加工行業(yè)，對(duì)現(xiàn)代激光技術(shù)的具體運(yùn)用進(jìn)行探析。航空航天；機(jī)械加工；激光技術(shù)；運(yùn)用

激光技術(shù)作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要產(chǎn)物，對(duì)帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展具有不可替代的作用。但較多領(lǐng)域如航空航天、機(jī)械加工在應(yīng)用激光技術(shù)中，并未取得良好的效果，究其原因在于未使激光技術(shù)中較多技術(shù)手段的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)，這就要求實(shí)際運(yùn)用正確認(rèn)識(shí)激光技術(shù)的本質(zhì)并結(jié)合具體行業(yè)要求進(jìn)行技術(shù)手段選擇。因此，本文對(duì)航空航天領(lǐng)域、機(jī)械加工行業(yè)中現(xiàn)代激光技術(shù)的運(yùn)用研究，具有十分重要的意義。

機(jī)械加工行業(yè)中激光技術(shù)的運(yùn)用分析

a打標(biāo)與切割技術(shù)的運(yùn)用

機(jī)械加工行業(yè)中，一般對(duì)設(shè)備產(chǎn)品進(jìn)行特殊符號(hào)、標(biāo)記的設(shè)計(jì)都要求利用到激光打標(biāo)技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)用極為廣泛，如機(jī)械加工行業(yè)中的儀表、儀器、量具、汽車工業(yè)以及電子工業(yè)等，都涉及到打標(biāo)工作。一般打標(biāo)技術(shù)涉及到的對(duì)象多集中在印刷電路板、合成材料、橡膠、陶瓷、塑料、鋁合金以及不銹鋼等方面。另外，機(jī)械加工過(guò)程中往往也涉及較多材料處理工作，此時(shí)便要求引入切割技術(shù)，其主要通過(guò)聚焦鏡的應(yīng)用融化材料，并在激光束作用下將熔化材料吹走，這樣便有相應(yīng)的切縫形成?，F(xiàn)代機(jī)械加工領(lǐng)域中，都將激光切割技術(shù)作為高新加工方式，能夠使傳統(tǒng)切割過(guò)程中變形過(guò)大、縫隙過(guò)大以及操作時(shí)間較長(zhǎng)等問(wèn)題得到解決。

b焊接與淬火技術(shù)的運(yùn)用

關(guān)于激光焊接技術(shù)，其實(shí)質(zhì)為將設(shè)備構(gòu)件至于激光下，使構(gòu)件能夠連接為一體。將該技術(shù)引入機(jī)械加工領(lǐng)域中，其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在對(duì)多種類型金屬都可進(jìn)行焊接，的 且焊接后不會(huì)出現(xiàn)凹陷或其他變形現(xiàn)象，整個(gè)焊縫在外表上極為美觀。目前機(jī)械加工領(lǐng)域中焊接技術(shù)的運(yùn)用主要表現(xiàn)在兩方面，即：①焊接金剛石鋸片，可直接利用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)；②對(duì)殼體類零件、汽車板以及鋼板等，可利用激光焊接技術(shù)。該技術(shù)的運(yùn)用對(duì)于解決傳統(tǒng)機(jī)械加工中焊接質(zhì)量不高、焊接表面美觀性差等問(wèn)題可起到明顯的作用。另外，在淬火技術(shù)運(yùn)用方面，其主要對(duì)工件表面利用高能激光進(jìn)行掃描，這樣整個(gè)工件面溫度上升極快，且可瞬間自冷。所以其優(yōu)勢(shì)集中表現(xiàn)為：①相比一般淬火硬度，激光淬火方式下的制品將超出其15%左右；②加工時(shí)間較短，且可直接利用計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)操作進(jìn)行控制，具有一定的自動(dòng)化加工特點(diǎn)，生產(chǎn)效率極高；③技術(shù)應(yīng)用下不會(huì)產(chǎn)生較多的污染，且不必引入冷卻介質(zhì)便可快速完成低溫淬火。

c熔覆技術(shù)與打孔技術(shù)的運(yùn)用

對(duì)于機(jī)械加工領(lǐng)域中的再制造工程，常涉及到舊設(shè)備修復(fù)工作，而設(shè)備修復(fù)的主要技術(shù)便以激光熔覆為主。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可直接對(duì)舊設(shè)備二次加工，提升設(shè)備的使用性能，能夠滿足現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展中資源節(jié)約的要求。另外，機(jī)械加工領(lǐng)域中的激光技術(shù)，也表現(xiàn)在打孔技術(shù)方面。一般對(duì)于較軟材料、金屬材料或非金屬材料等，往往需進(jìn)行不同類型孔的加工，該過(guò)程中便可引入打孔技術(shù)。從打孔技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)看，主要表現(xiàn)在打孔精密度較高，能夠準(zhǔn)確定位中心孔，且能夠自由控制打孔深度，不會(huì)產(chǎn)生較大的變形問(wèn)題。

航空航天領(lǐng)域中激光技術(shù)的運(yùn)用分析

a航空航天工業(yè)中激光焊接的應(yīng)用

一般該工業(yè)較多零部件的焊接多引入鉚接方式，其應(yīng)用下盡管能夠熔鋁合金材料，但由于熱處理效果較差，極易導(dǎo)致晶間裂紋的產(chǎn)生。而將激光焊接方式引入，這些問(wèn)題可直接得到解決，且整個(gè)機(jī)身制造過(guò)程都得以簡(jiǎn)化。相關(guān)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，利用激光焊接取代鉚接工藝，其可使機(jī)身自重降低許多，這樣相應(yīng)的制造成本也會(huì)節(jié)約，可見(jiàn)激光焊接的作用極為明顯。此外，該工業(yè)領(lǐng)域中，對(duì)于零件冷卻孔打孔工作，要求引入激光打孔方式，其成本較低且打孔效果較高。

b航空航天工業(yè)中激光切割的應(yīng)用

傳統(tǒng)用于該工業(yè)中的切割手段很難保證外殼材料得到有效處理，原因在于外殼材料多具有硬度高、強(qiáng)度高等特點(diǎn)。而在激光切割技術(shù)運(yùn)用下，許多如發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣、主旋翼、尾翼壁板以及蒙皮等自帶處理中都可起到良好的效果。

c航空航天工業(yè)中表面與成形技術(shù)的應(yīng)用

由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)較多構(gòu)件在價(jià)格上較為昂虧，若不斷更換將會(huì)耗費(fèi)極多的成本，因此可引入激光表面技術(shù)，對(duì)受損的構(gòu)件進(jìn)行修復(fù)，如發(fā)動(dòng)機(jī)葉片受損后，便可采取表面技術(shù)中的三維修復(fù)措施，可保證修復(fù)后的構(gòu)件整體性能不受到影響。由此可見(jiàn)，航空工業(yè)中的構(gòu)件制造與修復(fù)很大程度需依托表面技術(shù)、成形技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

結(jié)論

現(xiàn)代激光技術(shù)的運(yùn)用為航空工業(yè)以及機(jī)械加工工業(yè)提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合具體的行業(yè)領(lǐng)域要求，合理選擇相應(yīng)的技術(shù)手段，如機(jī)械加工領(lǐng)域中的焊接、打標(biāo)打孔以及切割等，以及航空工業(yè)中焊接、切割、成形與表面技術(shù)等，確保激光技術(shù)作用得到充分發(fā)揮，才能推動(dòng)相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展。

參考：

［1］馬付建.超聲輔助加工系統(tǒng)研發(fā)及其在復(fù)合材料加工中的應(yīng)用［D］.大連理工大學(xué)，2013.

［2］李偉.鈦合金表面B_4C/G激光合金化層的組織與耐磨性研究［D］.山東大學(xué)，2014.

［3］仲崇亮.基于Incone1718的高沉積率激光金屬沉積增材制造技術(shù)研究［D］.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所），2015.