能源危機(jī)的持續(xù)發(fā)酵、歐盟“碳稅”的征收都必將促使航空公司對(duì)民用客機(jī)提出更加明確的減重要求。20世紀(jì)90年代起，經(jīng)過(guò)近10年的研究，空客公司成功地將雙光束激光焊接技術(shù)應(yīng)用于鋁合金機(jī)身壁板結(jié)構(gòu)，替代了傳統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)（圖1），使飛機(jī)機(jī)身的結(jié)構(gòu)概念從組裝結(jié)構(gòu)過(guò)渡到整體結(jié)構(gòu)。該技術(shù)針對(duì)機(jī)身壁板的蒙皮- 長(zhǎng)桁結(jié)構(gòu)，利用兩臺(tái)完全相同的CO2 激光器在長(zhǎng)桁兩側(cè)進(jìn)行雙側(cè)同步焊接，該技術(shù)避免了傳統(tǒng)的單面焊雙面成形工藝對(duì)蒙皮完整性的破壞，具有極大的優(yōu)越性。有資料表明：采用該技術(shù)在不降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及疲勞壽命的前提下，能減少5%~10% 的結(jié)構(gòu)重量，并降低成本15%，提高了生產(chǎn)效率[1-3]。

雙光束激光焊接技術(shù)簡(jiǎn)述 

        雙光束激光焊接技術(shù)最早是由德國(guó)的Bias（不萊梅射線研究所）、Gkss（亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)）、Fraunhofer（福朗霍夫材料與射線研究所）、LZH（漢諾威激光研究所）、亞琛工大等眾多科研院所一起參與完成的。同時(shí)，相關(guān)焊接設(shè)備由Schuler-held、M.torres、Rofin 等公司提供。激光焊接技術(shù)也成為了德國(guó)航空業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)之一。除了已經(jīng)研制成功的激光焊接蒙皮- 長(zhǎng)桁結(jié)構(gòu)以外，其他的激光焊接應(yīng)用也正處于研發(fā)階段。這些應(yīng)用包括利用機(jī)器人焊接角片、焊接Al-Mg-Sc 材料的著陸襟翼結(jié)構(gòu)以及激光焊接鋁- 鈦異種材料航空座椅滑軌[3-4]。 

        雙光束激光焊接技術(shù)最早用于空客A318的前機(jī)身以及中后機(jī)身兩塊壁板的生產(chǎn)制造，并在裝機(jī)之前通過(guò)了FAA（美國(guó)聯(lián)邦航空管理局）的適航認(rèn)證。圖2 為德國(guó)空客車間的雙光束激光焊接生產(chǎn)線，隨著3條焊接生產(chǎn)線的購(gòu)置安裝，焊接機(jī)身壁板于2001年在德國(guó)諾登哈姆的空客車間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)。另外，隨著此項(xiàng)技術(shù)的不斷成熟，包括A340、A380 在內(nèi)的機(jī)型也都采用了激光焊接壁板，且壁板的數(shù)量也從開(kāi)始的2塊（總計(jì)110m 焊縫），到最多使用14塊激光焊接壁板（總計(jì)約798m焊縫）。空客的最新型號(hào)A350在設(shè)計(jì)初期也準(zhǔn)備采用激光焊接鋁鋰合金壁板，并且使用壁板數(shù)量進(jìn)一步增加；然而，波音公司的787夢(mèng)幻客機(jī)取得了商業(yè)成功，迫使A350改變?cè)杏?jì)劃，將復(fù)合材料大量應(yīng)用于機(jī)身機(jī)構(gòu)[5]。因此，A350暫不采用該技術(shù)，但是可以預(yù)見(jiàn)在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間，金屬材料仍會(huì)在飛機(jī)的主要型號(hào)中大量使用，同時(shí)空客還在研究將此技術(shù)推廣應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)身上壁板[6]，因此該技術(shù)的應(yīng)用仍然值得期待。