前言
激光切割技术因其精度高、速度快、对材料影响低的优点,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,如何评定和控制激光切割工艺?以下将回答这个问题。
切割要求
我们知道,激光切割时,激光能量会将切割面的母材部分熔化,重新凝固后在表面形成重熔层。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,防止空气污染;绝对不允许使用活性气体氧气。氮气的使用根据待切割材料而定。
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道的误差。
激光工艺通过验证,重熔层满足实体化要求,进行“固化工艺”批准。
重熔层是否保留?
如果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,甚至完全保留,可能是因为尺寸、结构受限等问题。
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。
是否允许重熔层全部或部分保留在零件上,应提交客户进行批准。
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