機(jī)身零件絕大多數(shù)采用鋁板,傳統(tǒng)上,使用7000系列鋅基鋁合金來(lái)進(jìn)行加工,這是因?yàn)樵摵辖鹁哂辛己玫撵o止力度和疲勞強(qiáng)度。雖然7000系列鋁材料很適合航空應(yīng)用,但是它們不耐高溫。快速加溫,如焊接和激光切割等操作,會(huì)導(dǎo)致微裂痕。微裂痕導(dǎo)致疲勞強(qiáng)度的降低。焊接和激光切割是兩種產(chǎn)生熱致微裂痕的加工。長(zhǎng)時(shí)間以來(lái),在7000系列鋁板的加工中,激光器的優(yōu)勢(shì)一直由于疲勞性能的降低而未能得到發(fā)揮。
疲勞斷裂通常發(fā)生在應(yīng)力集中的地方,如零件的邊緣,幾何形狀變化處,或者接合處。薄板金屬制成的機(jī)身零件有很多不同的接合方式,絕大多數(shù)的疲勞裂痕發(fā)生在接合處。如果激光沒(méi)有被用于切割接合處的小孔,那么激光主要就用于零件的邊緣切割。對(duì)于其它的效應(yīng),可以采用最易損壞的連接位置來(lái)說(shuō)明與連接處相比,激光切割帶來(lái)的微裂痕幷非主要的損壞部位。這樣,我們就能得出結(jié)論:如果一個(gè)零件有可能在連接處斷裂,那么激光切割技術(shù)不會(huì)進(jìn)一步損壞零件的疲勞特性。
更重要的是在激光切割過(guò)程中,技術(shù)人員已經(jīng)可以對(duì)切割參數(shù)進(jìn)行控制,幷且利用計(jì)算器軟件進(jìn)行精確的重復(fù)。這些技術(shù)進(jìn)步使得人們對(duì)激光切割是否適用于機(jī)身結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)重新思考。今后的機(jī)身系統(tǒng)以及現(xiàn)有的設(shè)計(jì)不應(yīng)因?yàn)檫^(guò)去的經(jīng)驗(yàn)而排除激光器在該機(jī)身系統(tǒng)中的可能應(yīng)用。我們應(yīng)該保持冷靜的頭腦與開放的態(tài)度來(lái)分析各種情況,以確定激光技術(shù)在航空制造業(yè)中是否可以帶生產(chǎn)效益。
因此,金屬激光切割機(jī)在切割7000系列鋁材時(shí),對(duì)質(zhì)量和加工控制是至關(guān)重要的。任何給加工帶來(lái)不確定因素的過(guò)程都必須加以控制或者直接排除。
不過(guò),在目前的金屬激光切割系統(tǒng)中,這些激光切割在航空應(yīng)用中的局限性都得到改進(jìn),這些局限性包括疲勞性能和制造過(guò)程一致性降低的問(wèn)題?,F(xiàn)在,激光系統(tǒng)在很大程度上減小了熱影響區(qū)域的大小和相應(yīng)的微裂痕。
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