省成本、减“体重”，盘点激光焊接在航空航天工业里的应用
省成本、减“体重”，盘点激光焊接在航空航天工业里的应用
激光加工提高生产率和保持低成本的能力，或将在实现航空航天工业的这种反应中发挥关键作用。激光加工——以切割、焊接、喷丸和钻孔等形式实现操作，已经成为了航空航天制造不可或缺的一部分。
例如，激光用于制造飞机机翼的襟翼、机翼紧固件、喷气发动机部件和座椅部件，也用于修复涡轮机、清洁或去除部件上的油漆，并准备好用于进一步加工的零部件表面。近年来，激光增材制造(AM)在航天飞行领域也越来越受欢迎。另外，市场希望提高航空航天部件的可追溯性，随之对激光打标的要求也越来越高。
激光焊接在航空航天工业里的应用
激光焊接，作为传统连接方法（如粘合剂粘合和机械紧固）的替代方法。例如，在飞机制造中使用激光焊接轻质铝合金和碳纤维增强聚合物(CFRP)这些材料越来越受重视，并且在任何可能的地方都被用来取代铆接。激光摆动焊接等技术在油箱连接方面也取得了成功，提高了连接效率和强度，减少了返工，节省了大量成本。航空航天领域的其他焊接成功案例包括：将涡轮叶片的铸芯连接到盖板上；以及创造新型的轻型机翼襟翼，从而增加层流控制，最大限度地减少阻力并优化燃油效率。
与传统方法相比，激光焊接具有节省成本、减轻部件重量和提高焊接质量的潜力，目前市场上有几家制造商甚至开始考虑采用激光焊接来生产机身零件。
智能激光焊接
航空航天工业一直在寻求创新的技术，以提高飞行器的性能、安全性和可持续性。在这一领域，智能激光焊接技术正逐渐崭露头角，成为舱壁制造的高精度之道。
- 高精度焊接
智能激光焊接工作站利用高能激光束，能够实现卓越的焊接精度。在航空航天领域，舱壁的制造要求极为严格，任何微小的不一致性都可能威胁到飞行器的安全性和性能。智能激光焊接工作站的高精度确保了焊接接头的完美贴合，降低了飞行器结构的风险。
- 无接触焊接
与传统的焊接方法相比，智能激光焊接是一种无接触焊接技术，不需要物理接触焊接材料。这减少了舱壁结构的热变形风险，并消除了由于焊接过程中的机械应力引起的问题。这对于舱壁的长期可靠性至关重要。
- 减轻重量和提高强度
航空航天工程中，减轻飞行器重量是一个永恒的挑战。智能激光焊接工作站可以实现非常细小的焊接点，减少了焊接区域的材料损耗。这有助于降低舱壁的整体重量，同时通过优化焊接模式，可以提高金属的强度和耐久性。
精准激光焊接
2022年7月，中国首款具有完全自主知识产权国产大飞机C919在广西正进行常态化试飞，中国空间站重要组成部分问天实验舱将搭载长征五号B遥三火箭发射升空……航空航天领域果实累累。交汇点记者了解到，飞机和火箭的成功研发，位于江苏的南京先进激光技术研究院（简称“南京激光院”）自主研发的精准激光焊接技术功不可没。
“双光束双侧同步焊接技术”成功应用于C919大型客机机身壁板结构、长征五号重型运载火箭框桁式贮箱结构等，为我国航空航天制造水平与全球竞争力的提升做出了重要贡献。
航空航天领域飞行器制造材料的关键要求是质量轻、强度高。制造飞行器的材料一般是铝合金、镁合金、钛合金以及复合材料等轻质材料，而双光束双侧同步焊接技术能够迎合这类轻质材料的焊接需求。
激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，对零件的装配精度要求较高。
通过双光束双侧同步焊接技术实现了桁条与蒙皮T字型接头的双侧同步焊接，既改善了长焊缝的焊接接头变形问题，又提高了它的强度。相比于航空航天大型复杂壁板舱体制造通常采用的传统铆接工艺，双光束双侧同步焊接技术能够减少壁板5%的结构重量，降低15%的制造成本，并具有气密性好、疲劳性能高、生产效率高、容易实现自动化、柔性化等优点。这项技术还获得了2021年江苏省科学技术奖一等奖。
神州十六号载人飞船焊接技术
首先，载人飞船在其制造过程中采用了多种复杂的焊接技术，其中包括电弧焊、激光焊、电子束焊等。这些焊接技术各有特点，适用于飞船不同部分和不同材料的焊接。例如，电弧焊适用于厚壁结构件的焊接，激光焊则适合于薄壁结构件和高强度材料的焊接，而电子束焊则可以用于超高真空环境下的焊接，以保证飞船在极端环境下的可靠性和耐久性。
除了以上焊接技术外，神州十六号载人飞船还采用了自动化焊接技术。这种技术利用先进的控制系统和传感器，能够实现焊接过程的精确控制，以提高焊接质量和效率。通过自动化焊接技术，可以保证焊缝的形状、大小和位置的一致性，减少焊接过程中的人为误差，提高焊接的可靠性和稳定性。
本文原文来自广东大族粤铭激光集团、中科同志科技和新华日报