前言
激光切割技术因其精度高、速度快、对材料本体影响低的优点，在工业中得到广泛应用。在航空航天领域，激光切割主要是用于薄壁件、钣金件的下料和切孔操作，为下一步钣金成型和焊接做准备。
本文特别针对在航空制造业中，零件的待焊面是通过激光切割出来的情况。对激光切割工艺的要求是什么？又如何评定和控制激光切割工艺？以下将回答这个问题。
重熔层
我们知道，金属材料在激光切割时，激光能量会将切割面的母材部分熔化和烧蚀，重新凝固后的材料就会在切割面形成重熔层。
一般而言，重熔层由于部分金属、非金属元素的烧蚀，蒸发或氧化，重熔层的化学成分也会发生一定改变。第二点就是重熔层一般呈现铸态组织结构，改变了原有材料如钣金件的组织结构。另外，重熔层往往具有较大的内应力，尤其是在倒圆半径较小的内角位置，或者有氧化物存在的情况下，容易产生微裂纹，并扩展到母材本体。
切割横截面的高倍显微照片(SEM)
切割工艺要求
当激光切割面又是焊接面的情况，激光切割工艺在零件制造流水卡中应标识为重要工艺，需要在产品实体化过程中进行验证。
在预先设定的切割工艺条件下，对切割样品进行金相分析，测量重熔层的尺寸，是否存在微裂纹等等，确保结果满足实体化验证的要求。
至于激光切割工艺，最重要的一点就是要求使用惰性辅助气体，保护切割区域和切割面上熔化的金属，防止引入空气造成污染。航空航天材料所使用的辅助气体绝对不允许使用活性气体，如氧气、二氧化碳。氮气能否能够使用，要根据待切割的材料而定。
除此以外，实体化验证要求固化工艺，应包括所有的激光参数，如激光功率、扫描速度等，满足工艺控制的所有要求。
实际案例
下图是某航空发动机的叶片环，材料是Haynes合金。其叶型槽的加工是通过三维激光切割完成的。零件整体直径360mm左右，精度可以达到 ±5道，位置度 25道的要求。
激光切割工艺通过验证，重熔层完全满足实体化验证的要求，交给客户进行“固化工艺”的批准。
重熔层是否保留？
重熔层有可能因为尺寸、结构受限等问题，导致实体化验证的要求难以全部满足，重熔层不能完全去除，或者说只能部分去除，部分保留，甚至完全保留。
此时，就要看重熔层是否能够在焊接时被完全熔化，必须通过焊接实验和金相测试才能得出结论。
至于是否允许重熔层全部或部分保留在零件上，必须提交客户获得特殊批准。
总结
激光切割面又是焊接面的情况，零件实体化验证的时候，激光切割工艺被认为是重要工序。当重熔层不能满足实体化验证的要求时，就必须得到客户的批准。
附：激光切割示意图
欢迎关注
