隨著“天宮一號”的發射，標誌著我國的航天技術再上一個(ge) 新台階，而激光技術作為(wei) 當今世界範圍內(nei) 最先進的製造加工技術之一，它在航空航天領域內(nei) 的應用，對於(yu) 我國航空航天工業(ye) 的迅速發展起著重要的推動作用。不管是 “天宮一號”目標飛行器，還是之前的“神舟七號”宇宙飛船、“嫦娥奔月”計劃、“大飛機”計劃、載人航天工程等，都廣泛應用了激光技術。

　　以下將介紹航空航天工業(ye) 中幾種激光加工技術的應用情況：

（一）激光焊接技術：

　　這是激光在航空航天領域應用的最廣泛的技術，因為(wei) 激光焊接相對於(yu) 電子束、等離子束和傳(chuan) 統焊接方法有自己獨特的優(you) 勢：

　　⑴.能量密度高。高功率激光束經聚焦後，焦斑直徑很小，因此功率密度很高，可達105～108W/cm2，比電弧焊(5×102～104W/cm2)要高出幾個(ge) 數量級，能焊接高硬度、高脆性及高熔點、高強度的材料。

　　⑵.熱影響區和變形區都很小。激光焊接加熱及冷卻速度極高，其結晶速度比一般熔焊的高幾十倍，熱影響區很小，材料變形小，無需後續工序處理。

　　⑶.焊接不同材料的組合。可對高熔點、高熱導率、物理性質差異較大的異種或同種金屬材料進行焊接。

　　⑷.激光焊接係統具有高的柔性。與(yu) CAD/CAM或機器人聯合組成的焊接係統可形成多功能的激光加工係統，焊接速度快，功效高，易於(yu) 實現自動化。

　　在20世紀70年代之前，由於(yu) 沒有高功率連續激光器件，因此研究的重點是小型精密零件的點焊，或者由單個(ge) 焊點搭接而成的縫焊。而時至今日，隨著激光器功率的提高，現在焊接十幾毫米厚的鋼板也比較容易。

　　另外，激光焊接由於(yu) 熱影響小、密封性好、適合在真空等特殊環境下加工，因此在航天航空器件中得到廣泛應用。華工激光生產(chan) 的高精密激光焊接機，在貴州某軍(jun) 工企業(ye) 專(zhuan) 門為(wei) 神七焊接焊接鉭電容器件，這種鉭電容器件用於(yu) 神七發射裝置及飛船內(nei) 部儀(yi) 器。貴州某軍(jun) 工廠專(zhuan) 門為(wei) 航天提供軍(jun) 用鉭電容和軍(jun) 用繼電器，采用了特殊合金外殼，需要在純氮環境下實施密封焊接。針對這一特殊應用，華工激光有針對性的研發了真空手套箱激光焊接係統，對產(chan) 品實現了完美焊接。
 

華工激光高精密焊接機

　　目前激光焊接最新的應用成果是，用激光焊接技術取代傳(chuan) 統的鉚釘進行鋁合金飛機機身的製造從(cong) 而減輕飛機機身重量近20%，提高強度近20%，如今德國宇航公司MBB、空中客車公司都應用了此項技術。

（二）激光切割技術和激光打孔技術：

　　這兩(liang) 項技術的原理是將能量聚焦到微小的空間，從(cong) 而獲得極高的輻照功率密度（105～1015W/c m2），進而利用這一高密度的能量進行非接觸、高速度、高精度的加工。其中，激光切割技術是一種擺脫傳(chuan) 統的機械切割、熱處理切割的全新切割法，具有更高的切割精度、更低的表麵粗糙度值、更靈活的切割方法和更高的生產(chan) 效率等特點。

　　現在典型的飛機零部件大量采用鋁合金、鈦合金、耐高溫合金等特種合金，結構形狀複雜，成形要求精確，而大功率激光切割機加工技術的引進，能提高加工的質量，降低模具投資成本，縮短生產(chan) 周期，特別適用於(yu) 複雜零配件加工。去年，華工激光法利萊製造的Contour DM數控激光切割機在西安某軍(jun) 工企業(ye) 采購激光切割機項目中一舉(ju) 中標，打破了進口大功率激光切割機壟斷特種合金和飛機發動機零配件加工領域的格局，這標誌著國產(chan) 化大功率激光切割機加工技術已具備國際先進水平。

法利萊Contour DM數控激光切割機

　　而激光打孔方法作為(wei) 在固體(ti) 材料上進行孔加工的方法之一，已成為(wei) 一項擁有特定應用的加工技術。這兩(liang) 項技術在航空領域中主要用於(yu) 航空發動機、渦輪葉片的激光打孔以及航空發動機的激光切割等方麵。例如，國際上眾(zhong) 多的航空發動機企業(ye) 采用三維激光設備進行燃燒器段的高溫合金材料的切割和打孔任務；軍(jun) 用和民用航空器的鋁合金材料或特殊材料的激光切割同樣也獲得了成功，尤其在鈦合金激光切割的開裂和重熔層的研究上頗有成就。

　　在“神舟七號”航天飛船中，由於(yu) 飛船在大氣層中飛行會(hui) 產(chan) 生很大的熱量，在飛船內(nei) 需要有許多包覆層來對實現隔熱，為(wei) 了在溫度上升過程中順利的將包覆層之間的空氣排出，需要在包覆層上麵均勻分布很多微細的小孔，華工激光針對這一應用並結合自身的薄型材料激光切孔專(zhuan) 利開發的自動激光切孔機已經應用到神七的包覆層切孔上。

（三）快速成形技術：

　　快速成形技術是基於(yu) 離散-堆積成形原理的成形方法，由產(chan) 品三維CAD模型數據直接驅動，組裝（堆積）材料單元而完成任意複雜的三維實體(ti) （不具有使用功能）的技術總稱。快速成形技術在航空領域的應用直接體(ti) 現在航空用鈦合金結構件的直接製造以及航空發動機零件的快速修複方麵。例如，2001年在美國國防部的支持下激光近形製造技術由技術研究轉化為(wei) 裝機應用，應用在F/A-18E/F、F-22、JSF等先進殲擊機上。又如，美軍(jun) 在惡劣的沙漠環境中使用直升機，由於(yu) 發動機上很多帶葉片的葉輪受到沙粒侵蝕，使直升機的飛行壽命銳減。為(wei) 此美軍(jun) 引入了LENS技術對破損的零部件進行修複。據報道，采用傳(chuan) 統方法修複一個(ge) 直升機發動機大約需要11萬(wan) 美元，而采用激光直接製造技術進行修複大約隻需要500美元，且修複部分的材料耐磨性能優(you) 於(yu) 原始材料。由此可見該技術可能產(chan) 生的巨大經濟效益。

（四） 激光融覆技術：

　　激光融覆技術是以高能量密度的激光為(wei) 熱源在基材表麵熔覆一層熔覆材料，使之與(yu) 基材實現冶金結合，在基材表麵形成與(yu) 基材具有完全不同成分和性能的合金層的表麵改性方法。該技術集快速原型製造技術及激光熔覆表麵改性技術於(yu) 一體(ti) ，可實現三維金屬零件的修複而無需工模具。在航空領域，航空發動機的備件價(jia) 格很高，因而在很多情況下維修零件是比較劃算的，但是修複後零件的質量必須滿足安全要求。例如，飛機螺旋槳葉片表麵上出現損傷(shang) 時，必須通過一些表麵處理技術進行修複。除了考慮螺旋槳葉片所要求的高強度、高耐疲勞性，還必須考慮表麵修複後的耐腐蝕性，激光熔覆技術正好可以很好地應用於(yu) 此。除此之外，激光融覆技術還可在渦輪機葉片、殼體(ti) 結合部件、閥體(ti) 部件等零部件的修複上得到應用。

　　隨著一批大計劃、大項目的實施，我國的航空航天工業(ye) 迎來了自己的春天，而走在製造技術發展潮流最前端的激光先進製造技術正在該領域顯示出其越來越重要的作用。我們(men) 有理由相信，在不遠的將來，激光製造技術在航空航天領域中必將獲得更大、更多的應用。#p#分頁標題#e#