不懂就看！激光加工技术是怎么修飞机的(2)

5 种激光切割技术

激光几乎可以切割所有材料，通过选择气化、熔化、氧化切割方式和工艺参数，在切割不同材料时可以获得高质量的切缝面。激光切割变形小、精度高、节省材料、切割效率高、环境污染小。在飞机结构损伤修复领域，激光切割技术的应用可以快速去除损坏和变形的结构，为实施修复创造施工条件，节省宝贵的时间。

6 激光冲击强化技术

激光冲击强化技术是继喷丸、冷挤压之后的另一种材料表面强化技术。当高功率密度、短脉冲激光到达材料表面时，低熔点材料会迅速气化，表面材料相当于爆炸瞬间气化产生的冲击波会对材料产生强烈的机械作用。基材。因此，在被处理材料的表面预先设置了低熔点金属或非金属涂层。经过激光照射后，材料的表面硬度（提高5倍以上）、表面压应力、基材的抗疲劳性都可以大大提高。有显着的效果。研究表明，激光冲击强化的主要机理是金属表面晶粒的位错密度均匀，在气化冲击波过程中大大增加，位错与缠结相互作用形成均匀的表面残余压应力，从而降低疲劳裂纹扩展速度，增加20%~300%以上的寿命。可见，该技术具有广阔的应用前景，特别是在小孔、焊缝、坡口等常见航空航天结构无法用传统技术加固的特殊部位（如铆钉孔??）。激光冲击强化是其他工艺无法替代的新技术。 .

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7 激光表面熔覆技术

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激光表面熔覆是在金属基材表面预涂一层金属、合金或陶瓷粉末。在激光重熔过程中，控制能量输入参数，使添加剂层充分熔化，基体微熔化，与基体进行冶金结合，获得具有所需性能的附加熔覆层。图 4 显示了激光熔覆层的 SEM 分析。

与激光表面合金化相比，该工艺避免了基体过度熔化，保持了熔覆层材料的特性和功能，是非常重要的表面改性技术可应用于飞机结构，获得巨大的技术效益。该方法于1981年成功应用于大型客机发动机涡轮叶片后受到广泛关注，成为国内外激光表面改性的研究热点之一。铝合金材料硬度低，在其表面包覆一层坚硬的耐磨层具有重要意义。但难点在于铝合金导热系数高，熔点低。熔覆层的熔点通常远高于铝合金基体的熔点，难以形成稀释度低、性能稳定的合金层。实践证明，经过严格控制激光工艺参数，可以实现具有所需功能和特性的合金表面层。国内外已成功地在铝合金表面进行了多种合金包覆实验。丰田将发动机气门座由原来的镶嵌结构改为直接包覆，大大提高了气门座的耐磨性、润滑性和导热性。国外使用激光熔覆不仅用于表面改性，还用于机械零件的修复。因此，激光快速成型技术（DMD、DMP）已被开发和研究用于机械零件的直接制造。对于机械零件的表面磨损和腐蚀损伤，可以通过激光多层熔覆恢复其尺寸和形状。美国海军建立了专门的激光熔覆修复实验室，成功修复了水下设备铝合金结构件的腐蚀损伤。对于海军飞机常见的腐蚀损伤，激光熔覆技术有着巨大的发展和应用前景。

激光加工技术的发展前景

激光加工技术在很大程度上适应了现代飞机维修中钛合金切割、钛合金焊接、复合材料切割的广泛需求。只要调整激光的功率密度和光斑的移动速度，就可以达到多种加工目的，这是传统加工技术无法比拟的。可作为弥补传统抢修技术缺点的首选，也是一种很有发展前景的抢修技术。

激光加工表面改性技术已在航空发动机制造领域得到应用。采用激光熔覆技术熔化航空发动机涡轮叶片冠部，成功修复叶片轴向尺寸。在飞机结构修复领域，激光加工技术开始受到重视，加拿大已将其列为极具价值的技术。然而，对于飞机结构的主要材料铝合金，由于其沸点低、传热快、激光吸收率低，激光加工难度大，是国内外激光应用领域公认的问题。 .如果能够成功应用，则具有很高的学术价值和工程应用价值。

在激光应急抢修技术研究方面，中国海军一直走在全国前列。 2006年，海军航空工程研究所等科研院所研制的“移动式激光维修系统”开始配兵，为激光技术应用于飞机结构维修乃至战时应急维修创造了条件。

文章来源：《装备维修技术》 网址: http://www.zbwxjs.cn/zonghexinwen/2021/0730/1689.html