引言：随着科技水平持续提升，各类工业生产制造工艺也纷纷涌现，已经成为提升航空制造领域水平的重要推动力。其中激光焊的应用不仅有效弥补了传统航空制造工艺的短板，也在增强航空器施工质量和控制生产成本方面做出更多贡献。由此可见，重视将激光焊应用于航空制造领域显得尤为重要，如何正视激光焊在航空制造领域的应用现状也成为当前必须予以关注的方面。
一、激光焊技术的主要分类
由于激光焊将激光束作为主要焊接能源，相比其他的焊接技术，在焊接效率、质量以及适应性方面更具优势，所以，激光焊也能应用于对焊接工艺与水平要求很高的航空制造领域。主要分为热传导焊接与激光深焊两种技术。其中前者是在材料的表面上照射激光束，将产生的强烈光热能量转化为热能，促使材料达到自身熔点，从而达到焊接目的。后者是在激光束照射材料表面的过程中，由转化的热能促使材料形成金属水蒸气并在反射激光束后产生凹陷，待金属水蒸气处于凹陷处底部并冷却时，焊接作业便完成。与此同时，随着科技水平的持续提升，激光焊技术的分类也在不断增加，例如，脉冲激光焊、连续激光焊、激光等离子弧复合焊等均可用于航空制造领域中[1]。
二、激光焊在航空制造领域的应用现状
（一）激光焊在飞机制造中的应用
1.飞机结构与零件制造
激光焊因其工艺效率高、质量好以及适应性强等特点备受各行各业青睐，尤其是飞机制造中，对激光焊的依赖程度正在呈持续上升趋势，主要表现在激光焊能够在制造飞机结构、零部件等方面都再运用激光焊工艺，因为飞机的结构和零部件等部分都与飞行里程、能源消耗量等方面有着密不可分的联系，而且传统的飞机制造采取铆接的工艺，不仅会在稳定性方面存在隐患，也会无法在机身重量等性能指标方面予以合理控制，导致生产制造成本始终无法得到有效控制。相比之下，激光焊不仅能够利用激光束产生的高能量完成焊接，促使机身结构成为整体，显著提升异种或金属材料强度，大幅降低结构重量，增加飞机航行里程和能源消耗。同时，由于针对激光焊的研究逐渐深入，激光焊在产生更多分类的同时，也能够应用于航空制造领域的更多内容中，比如，焊接飞机薄壁时，可以使用连续激光焊，若是波纹管等结构较小的零件，可采取脉冲激光焊接的方式[2]。由此可见，在航空制造过程中应用激光焊是推动领域不断发展的关键助力，也是不断提升综合国力的重要手段，所以，国内外已经对激光焊开展更加全面且深入的研究，例如，早在20世纪70年代，美国通过对激光焊技术的持续探索，根据激光焊的工作原理研制出功率能够达到15kW的CO2激光器，主要用于完善并形成标准化的激光焊工艺，便于能够提升飞机制造效率与质量。空客公司于2002年对机型为A318的飞机进行焊接时，将激光焊用于连接铝合金下壁板的蒙皮与长桁，增加机身强度约20%，此工艺也被应用于该公司的A340、A350等众多机型结构制造中。至于我国针对激光焊工艺的研究也于20世纪90年代开始，中航工业北京航空制造工程研究所、中国商飞公司等均为参与研究的对象，也从中取得丰硕成果，例如，2003年，激光焊技术便被用在焊接钛合金壁板及相关构件等方面，2014年，激光焊技术被纳入国产大型客机的前机身、中后机身等部分的连接设计方案中，期间工艺稳定性、控制措施以及缺陷等问题均得到充分研究。
2.飞机发动机制造
激光焊技术的高质量、适应性等是其备受青睐的主要原因，主要体现在其将激光束作为焊接的能源，通过为完成焊接作业提供充足能量，而且焊接点出现变形的概率较低，也能将各类特殊材料作为焊接材料，比如，镍基、钛合金、锂合金等。由此可见，激光焊在材料适应性方面能够达到良好水平。因此，除了激光焊除了能够运用于飞机结构、零件的制造外，也能够运用于飞机发动机的涡轮叶片、发动机燃烧室衬套等部分的生产制造过程中，提升飞机发动机的焊接质量，例如，美国GE公司通过对发动机导向叶片组件焊接接触镍基合金零件容易产生变形的问题，发动机燃烧室衬套的焊接也采取了相同工艺。英国R&R公司为了能够保证焊接质量，减少人为操作产生失误的问题，采用机器人操作固定激光器的方式开展飞机发动机的自动化激光焊接控制。所以，激光焊不仅能够在工艺方面具备较高优势，也能够与自动化、智能化控制进行充分结合，显著提升飞机发动机制造效率与质量。至于我国在该方面也于20世纪90年代开展深入研究，其中北京航空制造工程研究所便是能够实现运用激光焊代替板扩散技术，并成功完成飞机发动机钛合金承力构件的连接[3]。西北工业大学也经过与领域内公司的合作，运用激光焊完成针对Inconel625高温合金航空发动机冷气导管的焊接，并对相关环节进行合理完善，形成更加规范的工艺。
（二）激光焊在飞机维修中的应用
1.飞机结构维修
由于激光焊相比传统的铆接工艺，在焊接周期方面更短，毕竟激光焊的工艺更加简单，高效，也能对飞机结构予以合理优化，是能够替代传统铆接工艺最根本的原因，而且，经过激光焊接后飞机结构在会形成整体，对焊接点的控制能力较强，能够减少许多不必要的维修工作。相比之下，尽管铆接工艺也能达到连接飞机结构的目的，但是，受其工艺影响，维修人员的工作内容比较繁琐，维修效率和质量也难以得到保障。所以，激光焊在航空制造领域中是更为理想的工艺。针对该方面的特点，目前国内也已经开展了相关研究，例如，2012年，空军第一研究院在维修某型飞机机翼蒙皮下表面时，已经能够运用自动化控制的方式利用柔性激光焊接系统完成对钛合金蒙皮的修复，修复质量不仅达到标准，照比传统工艺，在修复后性能上也得到大幅提升。国内某飞机修理工厂在维修飞机钛合金尾罩时，也已经能够运用激光焊完成作业，实现对飞机结构的充分修复。
2.飞机发动机维修
飞机发动机产生故障问题也是航空制造领域中经常面临的问题，通常情况下，飞机发动机会处于长时间运行状态，设备磨损、高温损伤以及制造工艺缺陷等问题都会引发飞机的发动机故障，影响航行安全。对于维修此类问题时，也可以运用激光焊予以解决，毕竟传统工艺与飞机发动机的结构均具有较强的复杂性，不仅无法保证维修质量，还会引起其他问题。对于此类情况，激光焊能够凭借高效的焊接工艺和良好的适应性，可大幅简化维修工艺，避免产生裂纹等其他问题，比如，加拿大Liburdi集团在维修发动机低、中、高压涡轮叶片方面采用自动送丝激光焊接设备，并形成专门利用激光焊技术维修飞机发动机部件的部门。同时，在国外，激光焊也被用于军事领域，例如，美军为了能够更好地提升直升机发动机在沙漠地带的性能，降低大量沙粒对的叶轮的影响，利用LENS技术实现对直升机发动机的快速维修，有效避免了沙粒侵蚀后出现发动机荷载与能耗加大，动力却呈现不断减弱的情况，甚至还会引起发动机故障问题。同时，利用激光焊技术也能够让针对直升机的维修费用由11万降至500，大幅降低维修成本。国内在飞机发动机维修方面也已经取得较多的研究成果，并得到广泛运用，例如，对于飞机发动机点火导线问题，沈阳黎明航空发动机公司已经将激光焊列入维修方案中，并以各类试件为基础开展深入研究，掌握有效维修工艺的同时，也在实际中得以充分验证，也为日常维修环节形成完善工艺内容，实现维修后性能与外观均能符合标[4]。另一方面，该公司也与沈阳发动机设计研究所合作研究某型发动机涡轮叶片裂痕修复问题，制定的方案中运用激光焊完成维修后，能够经受热冲击试验超过300h，提高了发动机的稳定性。
（三）激光焊在航空制造领域应用的改进方向
1.焊接设施
想要更好地保证激光焊能够在航空制造领域得到运用，焊接设施应当是首先予以改进的方面。毕竟激光焊技术的实现是借助于激光器等相关设备，只有配备更加完备且先进的激光器才能保证运用激光焊来提升航空制造水平，提高对飞机结构、零件以及发动机等部分制造和维修质量。然而，在航空制造领域中应用的大功率激光焊设备主要来源于进口，不仅造价成本高，也因为技术方面的依赖导致在设备出现故障时，难以进行有效维修，导致对航空器的制造和维修工作不得不中断，也会增加许多不必要资源投入。针对该问题，相关部门应当为专业领域的科研单位、企业等提供更多支持和帮助，加快大功率激光焊设备自主研发的步伐，确保能够尽快实现此类设备设备国产化，便于牢牢掌握知识产权的同时，也能为不断优化和改进激光焊技术工艺奠定扎实基础。激光焊接系统方面也是不容忽视的内容，众所周知，航空器的体积庞大，生产制造与维修的工作量较大，需要投入大量的资源才能实现，而且工作人员的专业能力、操作经验等都会成为影响激光焊质量的重要因素，若不予以重视，仍然无法规避人为操作失误等风险问题。应当以航空制造为核心，加快研发更加完善的自动化、智能化激光焊接系统，确保能够以高度自动、智能的技术来代替人工作业，不仅能够提高航空器的制造与维修效率，也能在焊接精度方面实现进一步提升。
2.焊接工艺和标准
由于航空器具备构造复杂，工艺繁琐等特点，导致在运用激光焊的过程中也必须要面临此类问题。然而，我国在激光焊的工艺研究方面仍然具备较大空间，所以，相关单位和企业应当加大激光焊技术的工艺的开发，针对现有工艺进行持续完善，并在借鉴国外优秀经验的同时，研究更加深层次的激光焊工艺，例如，对于钛铝系金属件化合物、高强高温钛合金等新型材料，应当如何运用激光焊技术，或者对于飞机结构、发动机等经常会出现的各类缺陷，需要采取哪些措施进行预防，才能最大程度避免再次出现。如果再出现此类故障时，应当运用哪些材料予以修复才能取得更好效果等。与此同时，尽管激光焊在我国航空制造领域已经得到广泛运用，但是，由于针对专业技术的研究起步较晚，未能在业内将不同的激光焊技术进行合理规范，导致许多单位和企业运用的技术标准存在较大差异。相关部门应当对当前领域内的技术进行全面研究，制定统一的激光焊技术标准，便于形成更加规范的行业技术要求。
结论：综上所述，由于激光焊相比传统的航空制造工艺更具优势，能够实现保证制造质量的同时，也能合理优化结构，降低生产成本，是航空制造领域发展的重要推动力，所以，不仅要重视激光焊的主要分类，也要对激光焊在飞机制造、维修等航空制造领域的应用状况予以更多关注，并明确需要改进的方向，积极提升激光焊应用水平，不断为我国航空制造领域的发展注入更多活力。
参考文献：
[1]唐家乐.激光焊接技术的发展与展望[J].百科论坛电子杂志,2019,000(022):474.
[2]胡延鹤,张玉兰.论激光焊接技术的研究现状及发展趋势[J].内蒙古煤炭经济,2019(17):166-167.
[3]裴国庆.浅谈激光焊接技术的发展状况和前景[J].建筑工程技术与设计,2018(19):4708.
[4]赵伟,曲伸,杨烁,等．激光焊接技术在航空制造及修理中的应用[J]．金属加工：热加工,2019,000(002):5-8
