大型客机机身壁板激光焊接方案细述

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，因此能否有效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。