激光切割的優(you) 勢在於(yu) 能快速、準確的將鋁箔加工成不同的形狀,該技術優(you) 勢使得激光切割設備剛實現商業(ye) 化就吸引了許多航空公司。二十世紀七十年代,主要的製造商對激光切割技術進行了評估,他們(men) 發現,激光加工產(chan) 生的微裂痕對零件的疲勞特性所產(chan) 生損害是不允許的。潛在的增重損害了製造業(ye) 的利益,就使得激光切割技術被主要的機身製造商們(men) 束之高閣。
旋轉器零部件和變速器的製造是采用大型金屬坯鍛造而成的。機身也包含了一些采用鍛造材料的零件,但是,機身零件絕大多數采用鋁板。傳(chuan) 統上,使用7000係列鋅基鋁合金來進行加工,這是因為(wei) 該合金具有良好的靜止力度和疲勞強度。雖然7000係列鋁材料很適合航空應用,但是它們(men) 不耐高溫。快速加溫,如焊接和激光切割等操作,會(hui) 導致微裂痕。微裂痕導致疲勞強度的降低。焊接和激光切割是兩(liang) 種產(chan) 生熱致微裂痕的加工。
質量和加工控製是至關(guan) 重要的。任何給加工帶來不確定因素的過程都必須加以控製或者直接排除。以往,激光切割給不同生產(chan) 批次之間的質量控製和一致性帶來了巨大的挑戰。
在目前的激光切割係統中,這些激光切割在航空應用中的局限性都得到改進,這些局限性包括疲勞性能和製造過程一致性降低的問題。現在,激光係統在很大程度上減小了熱影響區域(HAZ)的大小和相應的微裂痕。在激光切割過程中,技術人員已經可以對切割參數進行控製,幷且利用計算器軟件進行精確的重複。這些技術進步使得人們(men) 對激光切割是否適用於(yu) 機身結構的生產(chan) 重新思考。機身結構主要是7000係列鋁材料製造而成。
疲勞斷裂通常發生在應力集中的地方,如零件的邊緣,幾何形狀變化處,或者接合處。薄板金屬製成的機身零件有很多不同的接合方式,絕大多數的疲勞裂痕發生在接合處。如果激光沒有被用於(yu) 切割接合處的小孔,那麽(me) 激光主要就用於(yu) 零件的邊緣切割。對於(yu) 其它的效應,可以采用最易損壞的連接位置來說明與(yu) 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(men) 就能得出結論:如果一個(ge) 零件有可能在連接處斷裂,那麽(me) 激光切割技術不會(hui) 進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(chuan) 統的加工效率更高。激光技術有望降低加工時間和生產(chan) 成本。長時間以來,在7000係列鋁板的加工中,激光器的優(you) 勢一直由於(yu) 疲勞性能的降低而未能得到發揮。最近,激光係統的革新使得人們(men) 重新對激光切割航空用鋁的優(you) 勢進行評估。初步測試已經表明激光技術在機身加工中的潛力。今後的機身係統以及現有的設計不應因為(wei) 過去的經驗而排除激光器在該機身係統中的可能應用。我們(men) 應該保持開放的態度來分析各種情況,以確定激光技術可否帶來產(chan) 品效益。
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