激光設(shè)備在當(dāng)前的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，尤其是金屬激光切割機，在各種金屬材料的加工中都具有良好的性能，能夠?qū)⒔饘侔宀木_加工成各種形狀。該技術(shù)在航空材料中的應(yīng)用已經(jīng)吸引了許多航空制造商。
航空機身的轉(zhuǎn)子部件和傳動裝置是由大型金屬坯料制成的。機身還含有部分鍛造材料，其中大部分是鋁材料制成的。由于鋅基鋁合金具有良好的靜強度和疲勞強度，一般采用7000系列鋅基鋁合金進行加工。雖然7000系列鋁材料適合航空使用，但它們不耐高溫。快速加熱，如焊接和激光切割，可導(dǎo)致微裂紋。微裂紋降低了材料的疲勞強度。焊接和激光切割是兩種熱誘導(dǎo)微裂紋加工方法。
質(zhì)量和工藝控制是必不可少的。任何給加工帶來不確定性的過程都必須受到控制或直接排除。過去，激光切割給不同生產(chǎn)批次的質(zhì)量控制和一致性帶來了很大的挑戰(zhàn)。
在現(xiàn)有的激光切割系統(tǒng)中，這些激光切割在航空應(yīng)用中的局限性得到了改善，包括疲勞性能和制造工藝一致性的降低。現(xiàn)在，激光系統(tǒng)大大減少了熱影響區(qū)的(HAZ)尺寸和相應(yīng)的微裂紋。在激光切割過程中，技術(shù)人員可以通過計算機軟件對切割參數(shù)進行精確的控制和重復(fù)。這些技術(shù)進步使人們重新思考了激光切割在機身結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的適用性。機身結(jié)構(gòu)主要由7000系列鋁材制成。
疲勞斷裂通常發(fā)生在應(yīng)力集中的地方，例如零件的邊緣、幾何形狀變化的地方或接頭的位置。機身金屬薄板零件有多種不同的連接方式，疲勞裂紋大多發(fā)生在接頭處。如果激光不用于切割接頭上的孔，那么激光主要用于切割零件的邊緣。對于其他影響，最脆弱的連接位置可以用來說明與接頭相比，由激光切割引起的微裂紋不是主要的損傷部分。通過這種方式，我們可以得出結(jié)論，如果一個部件有可能在接頭處斷裂，激光切割技術(shù)將不會進一步損害該部件的疲勞特性。
青島激光切割可以更快地加工一致的零件，比傳統(tǒng)的加工效率更高。激光技術(shù)有望減少加工時間和生產(chǎn)成本。長期以來，在7000系列鋁板的加工中，由于疲勞性能的降低，激光的優(yōu)勢一直無法發(fā)揮。最近激光系統(tǒng)的創(chuàng)新導(dǎo)致了對航空用鋁激光切割優(yōu)點的重新評估。初步試驗表明了激光技術(shù)在機身加工中的潛力。由于過去的經(jīng)驗，未來的機身系統(tǒng)和現(xiàn)有設(shè)計不應(yīng)排除激光在機身系統(tǒng)中的應(yīng)用。我們應(yīng)該開誠布公地分析形勢，以確定激光技術(shù)是否能帶來產(chǎn)品效益。