激光技术在金属加工中的应用
高锰钢是世界各国通用的一种耐磨钢,1882年第一次获得奥氏体组织的高锰钢,1883年英国人哈德菲尔德(R.A.Hadfield)取得了高锰钢专利。这种奥氏体钢具有加工硬化性质,在冲击或重力挤压下,其表层发生加工硬化现象,硬度可达450~550HBW。这种高硬度的表层使铸件具有良好的耐磨性,而铸件内部由于没有经过加工硬化,仍保持其原有的硬度和韧性。当铸件表面的工作层被磨掉一层后,显露出来的一层又被加工硬化,而同样获得了高硬度。因此高锰钢适用于在重力冲击或挤压的工作条件下经受摩擦的零件。
激光填丝焊接铝合金不但可以保持激光焊固有的优点,如能量集中、变形小等,还可以降低对接焊时的间隙裕度,减少焊接缺陷,提高接头性能等,从而扩大铝合金薄板激光焊接在航空航天工业中的应用。
铝合金是航空航天工业中的主要结构材料,它不仅具有高比强度、高比模量、良好的断裂韧性、疲劳强度和较低的裂纹扩展速率,同时还具有优良的成形工艺性和良好的耐蚀性。在民用飞机中,铝合金占结构材料重量百分比高达70%~80%。在新一代军用飞机中,由于复合材料和钛合金用量的增加,铝合金的用量有所减少,但高纯、高强、高韧的高性能铝合金用量却增加了。苏-27飞机上铝合金约占全机结构重量的60%。
目前很多金属产品都采用钛合金代替,但是在焊接修补期间,仍然依赖于激光设备,钛合金材质因为强度和耐腐蚀性比其他材质都要高,而代替了其他行业的技术应用,特别是高新技术上的应用,例如:发动机、机件等产品的外用结构等,不仅降低了产品自身的重量,也提高了机器质量安全,为了充分的应用,在生产过程中,往往需要多种设施的搭配应用,比如焊接修补上需要采用激光焊接机进行修补焊接,标记也可采用激光镭射机作为主导设备,因此,钛合金材质与激光设备也是互关互联。
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