大型客机机身面板的激光焊接工艺分析

用焊接的一体式机身壁板代替传统的铆接式机身壁板可以大大减轻部件的重量，降低制造成本，提高生产效率，从而成为大规模民用飞机制造技术的发展趋势之一。 。由于双激光束焊接对于减少皮肤长筏结构的重量减轻效果更有效，并且对于复杂部件具有更好的空间可及性，因此受到了广泛的关注。目前，诸如空客之类的航空制造商已在其各种型号上采用了激光焊接的全身面板制造技术。然而，基于焊接的整体机身壁制造技术是当代民用机器制造技术中的困难之一。目前，我国大型客机设计中机身壁板的新型铝合金焊接技术具有自己的特点。铝合金激光焊接概述自1960年台湾激光焊接机诞生以来，激光焊接技术发展迅速。 1965年，开发了用于厚膜组件焊接的红宝石激光焊接机。 1974年，福特汽车公司制造了世界上的五轴激光加工机mdash，mdash，龙门激光焊接机。后来，美国福特汽车公司开发了一条激光焊接生产线。如今，可用于焊接的激光发生器已经从几代的CO2气体激光器发展到了YAG固态激光器以及光纤激光器。激光焊接的优点是能量集中，焊接接头的长径比大，焊接变形小。随着激光束质量的不断提高，激光焊接已成为一种成熟的焊接方法，已广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域。铝合金具有低密度，良好的耐腐蚀性，高的耐疲劳性，高的比强度和比刚度，并且是用于飞机结构的理想材料。近年来，尽管钛合金和复合材料等新材料在航空航天领域受到了广泛的关注，但由于铝的资源丰富，性能优良，易加工，成本低等特点，传统铝合金已成为一种新型的热处理状态。继续。可以预见的是，随着新型铝合金（例如铝锂合金）的出现和发展，在很长一段时间内，铝合金在飞机结构中的应用仍具有不可替代的优势。因此，铝合金焊接技术已成为重要的技术关键。激光焊接技术用于连接航空航天铝合金部件具有许多优点，例如，焊缝宽宽比大，焊接热影响区小，焊接变形小，焊接速度快。但是，铝合金的激光焊接存在一些技术难题。 （1）铝合金对激光束的表面初始反射率非常高（CO2激光大于90％，YAG激光大于80％），因此在形成熔池之前需要较大的激光功率，在冶金和工艺等多种因素的影响下，铝合金的激光焊接工艺更容易产生气孔；（3）铝合金是典型的共晶合金，在激光快速凝固的条件下更容易产生热裂纹。焊接，（4）激光焊接间隙适应性小，焊件的装配精度高，（5）铝合金线膨胀系数大，易发生焊接变形，（6）铝合金热导率大，冷却时间短，冶金反应熔融。不足的话，容易造成缺陷。（7）液态铝合金流动性好，表面张力低，熔池稳定性差。尽管存在上述困难，但是激光焊接技术仍然是航空航天工业中最有效的铝合金焊接方法之一。经过不断的测试和研究，激光焊接逐渐证明了其良好的工艺性能和焊后机械性能。与传统的TIG焊和MIG焊相比，激光焊具有焊接质量高的特点，高精度和高速度。它是增长最快，研究最多的方法之一。近年来，许多国际研究人员对铝合金激光焊接进行了大量研究，并逐步形成了相对可靠的铝合金激光焊接技术。大型客机机身壁板的激光焊接方案在中国的大型客机设计方案中，前机身下壁部分以及中，后机身的制造过程均采用激光焊接工艺。前机身焊接墙的位置如图1所示。以墙板为例，单层墙板的尺寸为4276 mm×1350 mm，墙板的厚度为1.8 mm。如图1所示，在单个壁板上最多有九个条。因此，这是典型的大尺寸，小厚度和多次焊接的复杂焊接过程。在上述机身蒙皮条焊接方案中，主要使用双激光束双面同步焊接工艺。飞机侧板蒙皮pur条的T形连接结构双激光束双面同步焊接是一种新的焊接工艺。由于采用T形结构的双激光束双面同步焊接工艺，避免了传统的T形单面焊接双面成型工艺，从而破坏了底板（蒙皮）的完整性，可以与传统的铆接工艺相比，有了很大的改进。因此，减轻部件的重量在航空航天工业中受到青睐。然而，由于壁和the条的厚度仅为1.8mm，并且单壁在长度和宽度方向上都具有较大的尺寸，因此有必要在构件中形成多个高强度有效焊缝。控制焊接的不足，抑制焊接变形和应力集中，满足焊接部件的静态强度，疲劳强度和损伤承受能力的设计单位，这一过程显然是困难的。更重要的是，民航制造业比航空航天，军用航空和其他制造业具有更严格的质量评估体系。一个新的过程必须得到适航当局的批准。