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国产“大飞机”首飞在望 飞机里的激光应用你知道多少?

发布时间:2017-5-22浏览次数:1085次

C919是中国自主设计研制的国产大型客机,为150座级以上中短程单通道窄体客机,计划在2017年上半年实现首飞,并将全面启动宽体客机项目。未来它将与空客320系列和波音737系列等国际著名商业飞机争夺订单。
经过近10年的卧薪尝胆,中国人的“大飞机”梦想即将成为现实。今天我们就来聊聊航天制造里的激光应用。
激光切割、打孔
在航空制造领域,激光切割技术主要用于特种航空材料的切割,如钛合金、铝合金、镍合金、铬合金、不锈钢、氧化铍、复合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天零部件有发动机火焰筒、钛合金薄壁机匣、飞机框架、钛合金蒙皮、机翼长桁、尾翼壁板、直升机主旋翼、航天飞机陶瓷隔热瓦等。
相较于传统的切割方法,激光切割技术的高精度、强适应性以及噪声小、切割质量好等待点被大面积的应用,与此同时,对于一些复杂且借助大型磨具完成的加工操作,在激光切割技术的应用下,不仅不需要应用磨具,同时还能够保证切割的质量,在降低生产成本的过程中,提高生产效率。因而,激光切割技术被广泛应用于航空制造等领域中。
激光焊接
飞机制造过程中用到激光焊接的地方也不少。激光焊接应用最广的是薄壁结构焊接,在航空结构中最典型的是欧洲空客系列客机的铝合金机身下壁板,这种以焊代铆结构将减轻飞机机身重量近20%,降低制造成本约20%,已应用于空客A318、A380和A340系列飞机的壁板结构焊接。
以A380为例,其机身壁板所采用的6056/6013激光焊接结构设计,由于省去加筋条用于与蒙皮连接的弯边,减少了5%-10%的结构重量,同时还降低了约15%的成本。
使用激光焊接不论从降低飞机制造成本、缩短生产周期、还是减轻飞机质量、体高飞机性能方面都有良好的表现。除此之外,激光焊接还被用于机身壁板长桁与角片间的焊接,譬如激光焊接Al-Ti异种材料的座椅滑轨等。
激光熔覆
航空工业是最先吸取激光熔覆的优点用于生产的部门,因为它不仅能用于加工零部件,而且能用于修理零部件。
激光熔覆是材料表面改性技术的一种重要方法。它是利用高能激光束子在金属表面辐照,通过迅速熔化、扩展和迅速凝固,在基材表面熔覆一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料,从而构成一种新的复合材料,以弥补机体所缺少的高性能,这种复合材料能充分发挥两者的优势,弥补互相的不足。
第一个激光表面熔覆应用在1981年Rolls- Royce的RB211飞机发动机高压叶片连锁。航空发动机钛合金和镍合金摩擦副的接触磨损是发动机使用和维修中的一大难题,通过激光熔覆技术则可获得优质的涂层,为燃气涡轮发动机零部件的修复开创一个新的局面。
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