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激光加工技术助力航空制造圆“中国梦”

2013-04-25 10:20
冷血の爱
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  激光与普通光相比最突出的特性是单色性、方向性好,相干性和亮度高。其中,相干性是指光在时间、空间上两个光波场的相关程度。激光另外一个特点是瞬时性,通过调Q、锁模等脉冲压缩技术可以实现激光脉冲持续时间仅为ns(10-9s)、ps(10-12s)甚至fs(10-15s)。

  自上世纪60年代初第一台激光器诞生以来,伴随着人类对激光特性、激光与物质相互作用机理等理论研究的不断深入,以及各种高性能、高效率激光器件的不断涌现,在以航空航天行业为代表的各类军用和民用产品对高质量、低成本、绿色制造技术需求的牵引下,激光加工技术研究与应用日趋广泛而深入,并逐渐成为引领各行业制造技术发展的重要驱动力之一。

  激光加工技术充分利用了激光好的方向性、高亮度和瞬时性,是以激光作为加工热源的一种特种加工技术,包括激光焊接激光切割、激光制孔、激光表面处理、激光增量制造及激光微纳加工。由于激光具有良好的单色性、方向性、相干性,以及高亮度等特性,激光加工在许多方面具有其他加工方法无法比拟的优点,如无接触、无“切削力”加工,高硬度、高脆性、高熔点材料加工,高灵活性、高可控性加工,高精度、高质量、高效率加工等。经过近几十年的不断发展,激光技工技术已经形成了较为系统完善的技术群(如图1所示),包括焊接、切割、制孔、标记、雕刻、熔覆、表面热处理、合金化、清洗、冲击强化、增材制造及激光微纳加工等。

图1 激光加工技术发展历程图

  激光加工技术是推动以航空、航天飞行器为代表的运载工具向高性能、轻量化、长寿命、短周期、低成本等方向发展的关键制造技术。尤其在航空工业,激光加工技术极大地促进了航空制造技术的跨越发展(见图2)。

图2 激光加工技术在先进发动机各大部件中典型应用

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