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金属激光切割机加工航空铝材料的工艺解析

点击量:279时间:2022/5/9 11:20:38

现在激光设备的应用并不少见,尤其是金属激光切割机,在加工各种金属材料方面有着良好的性能,可以快速准确地将金属板材加工成不同的形状。该技术在航空材料中的应用吸引了众多航空制造企业。


航空机身的旋转器零件和传动装置都是由大型金属毛坯锻造而成,机身也包含一些锻造材料的零件,大部分是铝制的。一般采用7000系锌基铝合金进行加工,因为这种合金具有良好的静强度和疲劳强度。7000系列铝材虽然适合航空应用,但不耐高温。快速加热,如焊接和激光切割,会导致微裂纹。微裂纹导致疲劳强度降低。焊接和激光切割是产生热微裂纹的两种工艺。


质量和过程控制至关重要。任何给加工带来不确定因素的过程都必须被直接控制或消除。过去,激光切割给不同生产批次之间的质量控制和一致性带来了巨大挑战。

在目前的激光切割系统中,这些激光切割在航空应用中的局限性得到了改善,包括疲劳性能的降低和制造工艺的一致性。现在,激光系统已经大大减小了热影响区(HAZ)的尺寸和相应的微裂纹。在激光切割的过程中,技术人员已经可以控制切割参数,并使用计算器App精确重复。这些技术进步让人们重新思考激光切割是否适合机身结构的生产。机身结构主要采用7000系列铝材。

疲劳通常发生在应力集中的地方,如零件的边缘、几何变化或连接处。由金属薄板制成的机身零件有多种不同的连接方式,疲劳裂纹大多发生在连接处。如果不是用激光在接头上打孔,那么激光主要是用来切割零件的边缘。对于其他效应,可以用最脆弱的接头位置来说明,与接头位置相比,激光切割产生的微裂纹不是主要的损伤位置。这样,大家可以得出结论,如果一个零件有可能在连接处断裂,激光切割技术不会进一步破坏该零件的疲劳特性。


激光切割工艺可以更快地加工出一致的零件,比传统加工效率更高。激光技术有望减少加工时间和生产成本。长期以来,在7000系列铝板的加工中,由于疲劳性能的降低,激光的优势没有得到发挥。最近,激光系统的革新使人们重新评估激光切割航空铝材的优势。初步测试显示了激光技术在机身加工中的潜力。未来的机身系统和现有的设计不应该因为过去的经验而排除激光在这个机身系统中的可能应用。大家应该保持开放的态度来分析各种情况,以确定激光技术是否能带来产品效益。

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