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特種激光加工技術發展現狀與展望
2021-01-09
國外激光加工設備和工藝發展迅速，現已擁有100kW 的大功率CO2 激光器、kW 級高光束質量的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。激光加工設備功率大、自動化程度高，已普遍采用CNC 控制、多坐標聯動，并裝有激光功率監控、自動聚焦、工業電視顯示等輔助系統。
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備加工航空發動機渦輪葉片、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、宇航和儀表工業。激光精微焊接技術已成為航空電子設備、高精密機械設備中微型件封裝結點的微型連接的重要手段。
激光表面強化、表面重熔、合金化、非晶化處理技術應用越來越廣，激光微細加工在電子、生物、醫療工程方面的應用已成為無可替代的特種加工技術。
激光快速成型技術已從研究開發階段發展到實際應用階段，已顯示出廣闊的應用前景。
國內70 年代初已開始進行激光加工的應用研究，但發展速度緩慢。在激光制孔、激光熱處理、焊接等方面雖有一定的應用，但質量不穩定。目前已研制出具有光纖傳輸的固體激光加工系統，并實現光纖耦合三光束的同步焊接和石英表芯的激光焊接。完成了激光燒結快速成型原理樣機研制，并采用環氧聚脂和樹脂砂燒結粉末材料，快速成型出典型零件，如葉輪、齒輪。
激光加工技術今后幾年應結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、高強鋁( 含鋁鋰、鋁鎂) 合金的激光焊接技術、金屬零件的激光粉末燒結快速成型技術、激光精密加工及重要構件的激光沖擊強化等項目的研究。實現高溫渦輪發動機氣膜孔無缺陷加工，可使葉片使用壽命達2000 小時以上；以焊代替數控加工飛機次承力構件，以及帶筋壁板的以焊代鉚；實現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在軍事工業中發揮更大的作用。
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