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激光焊接技术在航天产品中的应用【官方网站】
2020-11-14 [31591]

作为低能量密度束流的新光源和热源,激光普遍应用于材料加工领域,近十几年得到了迅速的发展。 科技进步和市场需求大幅度提高了各种新型工业用激光的光束质量,输出大幅度减少,设备成本逐渐减少,推动了激光材料的加工,特别是激光焊接技术的发展。 目前激光焊接技术完全参与了各种工业领域。 在航天产业,特别是武器装备和航天飞机的结构生产中,激光焊接方法显然需要降低成本,提高生产效率,降低武器和飞行器的重量,成为传统焊接技术的有效补充,显示了一些独特的优势。

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激光焊接的特征作为材料加工热源,引起激光束关注的优点是普通光源无法比拟的。 激光焊接与以往的焊接方法相比,(1)光束能量密度低,焊接点大,光束不惰性,因此冷却和加热速度慢,热影响部和热变形大,可以避免热损伤。

不限于焊锡热敏元件、弹性元件、高精度部件。 (2)可以用反射镜(棱镜)和光纤改变光路,到达性好,可以在其他焊接方法难以接近的工件的规定部位展开焊接,可以用透明体展开焊接。

(3)焊接时工件不受到接触力,不需要电极,可以焊接绝缘材料。 强磁性材料焊接后不磁化。

(4)具备熔池净化效果,能净化焊接金属。 焊接时,焊接点的金属在激光的作用下熔融,一部分气化。 由于杂质吸收光能的效率高,所以杂质首先气化被赶出,焊接中的杂质含量增加。

(5)与电弧和电阻等其他热源的填充热源焊接变得更容易。 另外,激光焊接还具有夹具费用低、控制性低、难以构建自动化等优点。 激光焊接不像电子束焊接那样具有产生x射线的危险性,不受电磁场的阻碍,在一些领域可以置换为相同高能束的真空电子束焊接。 随着航天新材料、新结构的出现,激光焊接的应用变得更加重要。

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激光焊接在航天产品中的应用武器装备和航天物体的量产化生产和产品技术指标的大幅提高对产品结构性能、生产技术和加工效率提出了更高的拒绝。 激光焊接技术反映在高质量高效加工领域的优良性能使该焊接技术成为解决有问题的技术课题的有效工艺手段之一。 1热敏材料压紧环的脉冲激光点焊阀体的热敏材料用0.5mm长的压紧环紧固,力相应地展开点焊,熔化深度拒绝小于1mm。

电阻点焊在这样大的范围内不可能超过1mm的熔化深度,但是电子束焊接的兴起,两脚有热惯性,焊接过程会影响热敏材料。 使用脉冲激光点焊时,光束惰性、浅长宽比大,符合要求。 2强磁性材料上的抗裂填料点焊燃烧室外壁需要在电子束焊接前填充抗裂合金,可以有效地避免焊接裂纹的发生。 电子束焊接过程中没有磁性障碍。

被焊接材料为强磁性材料,使用电阻点焊耐裂纹合金时,焊枪和工件构成电流电路,使被焊接材料具有强磁场,相当阻碍电子束焊接。 另一方面,激光点焊是非识别无电极,焊接点清洁,质量低,因此使用激光点焊不利于开展以往的电子束焊接。 3钛合金飞行中舵翼激光焊接飞行中舵翼是典型的重质化、低刚性的t形连接器复杂型面钛合金结构物,一般由舵芯和表皮构成,钛合金材料多,外形面为空间曲线型面,拒绝焊接连接强度低,焊接后外形规则。

对于飞行中舵翼焊接,焊接点熔池的维护和焊接轨迹的正确控制(包括通过焊接盲焊进行中和焊接顺序的控制)很重要,因此具有柔软性、能量密度低、容易控制的激光焊接成为替代工艺。 舵翼焊接工艺采用计算机编程,建立焊接轨迹和激光焊枪姿势的仪器调整,建立焊接工艺和局部维护等工艺技术的协商运动控制,确保焊接质量。

4燃料箱加强筋条激光铆接火箭铝合金燃料箱筋条与盖板的连接主要使用焊接方式,结构物重量减少,而且焊接部位更容易生锈,工作量大。 用激光焊接方法连接时,具备高连接强度和焊接质量,焊接过程的能量集中,更容易准确地控制,焊接后的变形变形变小。 使用激光焊接技术代替以往的焊接可以改变结构设计,可以大幅度降低部件的重量,提高连接器的强度、耐腐蚀性及生产效率,降低生产成本。 结束语激光焊接技术是将激光技术、焊接技术、自动化技术、材料技术、机械制造技术及产品设计一体化的系统工程,在其应用中有机地融合了机理研究、焊接技术、结构设计、设备生产,使整体功能充分随着航天制造业的发展,激光焊接以其低能量密度、浅破坏、高精度和强适应性等优点,在航天产品生产中充分发挥了先进的设备、慢和柔性的加工特点,显着降低了产品的重量,明显提高了焊接质量。

21世纪的激光焊接技术将在宇宙材料连接领域发挥越来越重要的作用。_日月城平台。

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