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特種激光加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望
2021-01-09
國外激光加工設(shè)備和工藝發(fā)展迅速，現(xiàn)已擁有100kW 的大功率CO2 激光器、kW 級高光束質(zhì)量的Nd:YAG 固體激光器，有的可配上光導纖維進行多工位、遠距離工作。激光加工設(shè)備功率大、自動化程度高，已普遍采用CNC 控制、多坐標聯(lián)動，并裝有激光功率監(jiān)控、自動聚焦、工業(yè)電視顯示等輔助系統(tǒng)。
激光制孔的最小孔徑已達0.002mm ，已成功地應用自動化六坐標激光制孔專用設(shè)備加工航空發(fā)動機渦輪葉片、燃燒室氣膜孔，達到無再鑄層、無微裂紋的效果。
激光切割適用于由耐熱合金、鈦合金、復合材料制成的零件。目前薄材切割速度可達15m/min ，切縫窄，一般在0.1 ～1mm 之間，熱影響區(qū)只有切縫寬的10% ～20% ，最大切割厚度可達45mm ，已廣泛應用于飛機三維蒙皮、框架、艦船船身板架、直升機旋翼、發(fā)動機燃燒室等。
激光焊接薄板已相當普遍，大部分用于汽車工業(yè)、宇航和儀表工業(yè)。激光精微焊接技術(shù)已成為航空電子設(shè)備、高精密機械設(shè)備中微型件封裝結(jié)點的微型連接的重要手段。
激光表面強化、表面重熔、合金化、非晶化處理技術(shù)應用越來越廣，激光微細加工在電子、生物、醫(yī)療工程方面的應用已成為無可替代的特種加工技術(shù)。
激光快速成型技術(shù)已從研究開發(fā)階段發(fā)展到實際應用階段，已顯示出廣闊的應用前景。
國內(nèi)70 年代初已開始進行激光加工的應用研究，但發(fā)展速度緩慢。在激光制孔、激光熱處理、焊接等方面雖有一定的應用，但質(zhì)量不穩(wěn)定。目前已研制出具有光纖傳輸?shù)墓腆w激光加工系統(tǒng)，并實現(xiàn)光纖耦合三光束的同步焊接和石英表芯的激光焊接。完成了激光燒結(jié)快速成型原理樣機研制，并采用環(huán)氧聚脂和樹脂砂燒結(jié)粉末材料，快速成型出典型零件，如葉輪、齒輪。
激光加工技術(shù)今后幾年應結(jié)合已取得的預研成果，針對需求，重點開展無缺陷氣膜小孔的激光加工及實時檢控技術(shù)、高強鋁( 含鋁鋰、鋁鎂) 合金的激光焊接技術(shù)、金屬零件的激光粉末燒結(jié)快速成型技術(shù)、激光精密加工及重要構(gòu)件的激光沖擊強化等項目的研究。實現(xiàn)高溫渦輪發(fā)動機氣膜孔無缺陷加工，可使葉片使用壽命達2000 小時以上；以焊代替數(shù)控加工飛機次承力構(gòu)件，以及帶筋壁板的以焊代鉚；實現(xiàn)重要零部件的表面強化，提高安全性、可靠性等，從而使先進的激光制造技術(shù)在軍事工業(yè)中發(fā)揮更大的作用。
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