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现代激光技术在航空机械加工中的实施与应用

佘辉

中航西安飞机工业集团股份有限公司

摘要: 本文首先提出航空机械加工技术特点分析,然后对现代激光技术在航空机械加工中的具体实施与应用进行详细论述,主要包括机械加工中激光切割技术、机械加工焊接中激光技术、机械部件生产淬火中激光技术、机械加工中激光打孔技术,旨在将现代激光技术的应用价值充分释放出来,不断提升航空机械加工水平,从而促进航空机械加工领域地健康发展。
关键词: 现代激光技术;航空机械加工;实施;应用
DOI:10.12721/ccn.2023.157050
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在现代科学技术不断发展过程中,深刻影响着各行业领域,以现代激光技术为例,在汽车行业、机械加工以及航空等方面得到了广泛应用。作为科技发展的重要成果之一,其对于相关行业领域的发展有着极大的促进作用。为了充分体现出现代激光技术在航空机械加工中的应用优势,应对激光技术的作用予以清晰认知,并从具体行业要求出发,合理选择技术手段。

一、航空机械加工技术特点分析

首先,技术更新较快。在国防和民用工业体系内,航空工业发挥着重要的优势,分析其技术特征,高新技术发展与技术更新迅速。所以在航空机械加工领域中,其产品与生产技术的更新也比较迅猛化【1】。如在国产战斗机领域,基于第四代战机的开发应用,可以明显提升技术更新升级水平,进而对机械生产的技术要求越来越高。

其次,质量要求较高。在航空工业,对产品质量的要求比较严格化。针对于机械加工领域,其一,应与设计质量需求相符。其中,在机械生产加工中,要想不断提升航空技术设计水平,对于加工方来说,应加强生产加工质量控制,给予加工方案中各项设计要求一定的保证,从而稳步落实航空机械整体设计要求。其二,应与使用质量要求相符。在落实设计质量要求的基础上,还要对航空产品使用的各项要求进行深入分析。对此,应注重产品质量的提升,加强机械加工质量控制。

最后,材料与技术要求比较复杂。在航空机械生产中,大量新型技术材料与技术工艺得到了广泛应用,对于其加工技术,具有较强的复杂性特点。如在机械生产过程中,大量新型合金型材要想将应用效果充分发挥出来,应高度关注机械加工焊接、表面处理等工序,而且异性零件的应用,对机械加工的要求也越来越高。

二、现代激光技术在航空机械加工中的具体实施与应用

(一)机械加工中激光切割技术

针对于激光切割技术的使用,具有较强的变形精度,而且切割缝隙可控制性较强,加之安全环保性特征显著,所以在航空机械加工中具有较强的应用优势。基于实际加工过程角度,对切割方法加工方法进行分析,主要包括:(1)为了与切割材料所需的温度相符【2】,切割机应加强聚焦镜的使用,为二氧化碳与切割使用的激光束聚焦提供极大的便捷;(2)将激光束运动中的气体挖掘出来,以便于顺利吹走切割材料融化中产生的材料,从而将切割表面的洁净度提升上来。

(二)机械加工焊接中激光技术

在机械加工措施中,焊接加工的作用不可动摇,而且也是机械设备质量的关键性影响因素之一。在航空机械加工过程中,加强激光高温焊接的应用,有助于加工精度的提升。基于焊接过程角度,对于技术人员而言,应借助激光焊接机,确保各种配件焊接的顺利进行【3】。同时,在实际焊接中,该技术在多种特殊金属材料与合金的焊接方面非常适合应用,加之焊接部位焊缝较小,即使处于配件深腔等特殊部位焊接,也可以防止变形等问题的出现,同时在焊接部位周边,凹陷问题也可以得到有效预防。此外,在航空中的补焊领域,极硬钢板材料不仅具有较强的技术优势,同时也可以避免出现击穿板材,这对于薄板材焊接具有较强的影响力。总之,激光焊接技术,可以促进航空机械外壳等生产焊接的顺利进行。

(三)机械部件生产淬火中激光技术

借助于对其表面部位进行低温淬火,可以为该部位强度的提升创造有利条件。但是在这一过程中,涉及到一定的技术难点,具体来说:第一,应防止淬火位置出现不准确现象;第二,不断增强加热速度,以防对部件的其他部分造成威胁。通过分析激光技术的作用,(1)在淬火过程中,其加热与自冷速度迅猛,进这可以将对周边部位的影响程度降至最低;(2)通过与传统表面局部组织淬火方法想对比,激光淬火所产生的硬化组织是比较细的,其硬度至少比传统淬火方法高出5%,最高可达20%,从而取得良好的淬火效果;(3)在加工过程中,因为免去了冷却介质这一流程,进而可以防止污染等问题的产生。

(四)机械加工中激光打孔技术

在航空机械加工领域,明确提出了对各类孔加工的要求,且各类孔加工工艺具有较强的复杂性,如喷嘴等特殊孔加工。因此,在航空机械配件加工领域,加强激光打孔技术应用尤为重要,其中,在机械部件的打孔处理方面,主要采取激光高温,分析其技术优势:(1)加工材料的广泛性特征显著。面对激光打孔技术,对材料硬度较小,所以在诸多金属与非金属材料部件中均适合应用,如合金、钢材以及布质等,对于前两者,属于高硬度的金属,而布质属于非金属软材料;(2)加工方式具有较强的灵活性。对于复杂部件,在打孔过程中,免除了对部件拆卸这一过程;(3)打孔质量较高。由于激光束的直线性与高温特征突出,所以其在打孔中,可以充分展现变形小等优势,并提升打孔精度。

三、结束语

总之,现代激光技术,在航空机械加工发展中非常适合应用,衍生的技术类型较多,如激光切割技术、激光焊接技术、激光打孔技术等。其中,借助激光切割技术,可以确保切割部件表面的光滑性,防止出现结渣现象。

参考文献:

[1] 林滨, 武小东, 许京磊,等. 激光声表面波用于硬脆材料加工表面损伤检测研究[C]// 中国磨粒技术学术会议. 中国机械工程学会, 2015.

[2] 张宏伟, 安通达, 张天刚,等. Ti811表面激光熔覆制备Ni基复合涂层的微观组织分析[J]. 热加工工艺, 2019(6):5.

[3] 邵珠强, 胡增荣, 郭绍雄,等. 激光烧结石墨烯铜复合材料温度场有限元模拟[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30(3):7.