大型客机机身壁板激光焊接方案细述
大型客机机身壁板蒙皮长桁激光焊接构件中,单道焊缝长度可能达4m以上,同时由于蒙皮和长桁都很薄,因此能否**保持焊接过程的稳定性是焊接生产取得成功的关键之一。在该方案中,在蒙皮内侧采用双激光束双侧同时焊接。为了保持蒙皮外侧的完整性,焊接过程不能穿透蒙皮,T型结构也不需要过于强调深宽比,形成连续、无缺陷、高性能的焊接接头是关键。因此,要保持激光深熔焊接过程小孔和熔池的稳定性。
主要从两方面考虑:一方面,从焊接工装和设备保障的角度要保持高精度的装夹和激光的聚焦、对中,保持机器人(或数控机床)控制焊接工作头运动过程中有较高的重复定位精度和轨迹定位精度,必要的时候采用适当的跟踪系统;另一方面,由于液态铝合金流动性良好、表面张力低、熔池稳定性差,同时,铝元素的电离能低,焊接过程中光致等离子体易于过热和扩展,也导致焊接稳定性差,因此应该从焊接冶金的角度开展研究。
(1)铝合金对激光束具有极高的表面初始反射率高(对CO2激光超过90%,对YAG激光接近80%),这就要求在熔池形成之前需要较大的激光功率;
(2)由于冶金和工艺等多重因素的影响,铝合金激光焊接过程较容易产生气孔;
(3)铝合金属于典型的共晶合金,在激光焊接快速凝固条件下更容易产生热裂纹;
(4)激光焊接间隙适应性小,对焊件的装配精度要求较高;
(5)铝合金线膨胀系数大,易产生焊接变形;
(6)铝合金的导热率较大,冷却时间短,熔池冶金反应不充分,容易导致缺陷;
(7)液态铝合金流动性良好,表面张力低,熔池稳定性差。 |