激光切割加工航空铝材料的工艺解析

激光设备在现在的应用已经屡见不鲜了，特别是金属激光切割机，在加工各种金属材料都有很不错的表现，能够快递准确的将金属钣金加工成不同的形状。该技术应用加工在航空材料上，吸引了不少航空制造企业。激光切割加工厂家航空机身的旋转器零部件和变速器的制造都是采用大型金属坯锻造而成的，机身也包含了一些采用锻造材料的零件，机身大部分都是采用铝材料。一般，使用7000系列锌基铝合金来进行加工，这是因为该合金具有良好的静止力度和疲劳强度。虽然7000系列铝材料很适合航空应用，但是它们不耐高温。快速加温，如焊接和激光切割等操作，会导致微裂痕。微裂痕导致疲劳强度的降低。焊接和激光切割是两种产生热致微裂痕的加工。 质量和加工控制是至关重要的。任何给加工带来不确定因素的过程都须加以控制或者直接排除。以往，激光切割给不同生产批次之间的质量控制和yi致性带来了巨大的挑战。 在目前的激光切割系统中，这些激光切割在航空应用中的局限性都得到改进，这些局限性包括疲劳性能和制造过程yi致性降低的问题。现在，激光系统在很大程度上减小了热影响区域(HA种)的大小和相应的微裂痕。在激光切割过程中，技术人员已经可以对切割参数进行控制，幷且利用计算器软件进行精确的重复。这些技术进步使得人们对激光切割是否适用于机身结构的生产重新思考。机身结构主要是7000系列铝材料制造而成。

钣金激光切割机工艺

对于80.5mm-86mm厚的板材，大多数热切割技术都必须在板上穿一小孔。激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔。然后再用激光从小孔处开始切割。对于没有冲压装置的激光切割机一般用脉冲穿孔的基本方法-脉冲穿孔：金属对10.6urn激光束的起始吸收率只有0．5%～10%。当功率密度超过106W/cm2的聚焦激光束照射到金属表面时。却能在微秒级的时间内很快使表面开始熔化。常用空气或氮气作为辅助气体，每个脉冲激光只产生小的微粒喷射。逐步深入，因此厚板穿孑L时间需要几秒钟。一旦穿孔完成，立即将辅助气体换成氧气进行切割。 当入射的激光束功率密度超过某一值后，光束照射点处材料内部开始蒸发，形成孔洞，它将作为黑体吸收所有的入射光束能量，小孔被熔化物质所包围，然后，与光束同轴的辅助气流把孔洞周围的熔融材料带走。 随着工件移动，小孔按切割方向同步横移形成一条切缝。切割气体一般用氮气。熔化切割一般使用惰性气体，如果代之以氧气或其它活性气体。材料在激光束的照射下与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源，称为氧化熔化切割。切割气体一般用氧气。