在飛機(jī)制造生產(chǎn)中，鈦合金、高強(qiáng)鋁合金主要作為薄壁結(jié)構(gòu)件使用，該類材料的連接一般采用傳統(tǒng)的鉚接工藝，之所以不采用傳統(tǒng)的弧焊方法是因?yàn)槠錈嵩词?發(fā)散的，能量密度較低，因此焊接速度低、熱輸入量大、焊接接頭性能差及焊接結(jié)構(gòu)的變形量大，難以滿足焊接件的使用要求。然而激光焊接恰恰因?yàn)槠涮攸c(diǎn)彌補(bǔ)了 傳統(tǒng)熔焊的缺陷，可在保證焊接接頭具有良好性能的同時(shí)，使得焊接結(jié)構(gòu)的變形也較小。

　　因此，激光焊接技術(shù)與航空制造技術(shù)相融合，作為一項(xiàng)成熟的技術(shù)成為航空用輕質(zhì)合金連接的一種重要手段，對現(xiàn)代航空制造中結(jié)構(gòu)件、部分發(fā)動機(jī)部件間的連接，起著舉足輕重的作用，并在國際上有許多成功的應(yīng)用實(shí)例。

        美國在20世紀(jì)70年代初的航空航天工業(yè)中，已利用15kW的CO2激光器針對飛機(jī)制造業(yè)中的各種材料、零部件，進(jìn)行焊接試驗(yàn)、評估及工藝的標(biāo)準(zhǔn) 化。用6kW的CO2激光器焊接噴氣發(fā)動機(jī)燃燒室襯套，該零件需在1.2mm厚的鎳基合金輪緣與冷彎零件上得到1.8mm深的焊縫，如此嚴(yán)格的焊縫深度要 求只有激光焊才能實(shí)現(xiàn)。

　　空中客車A340飛機(jī)的制造中，其全部鋁合金內(nèi)隔板均采用激光焊接，大大簡化了飛機(jī)機(jī)身的制造工藝；機(jī)身蒙皮與筋板的激光焊接取得了突破性進(jìn)展并已 在空中客車A380上得到應(yīng)用，在相同結(jié)構(gòu)剛度條件下，用激光焊接技術(shù)取代傳統(tǒng)的鉚接能減輕機(jī)身重量10%～20%，提高強(qiáng)度近20%。

　　我國也已將激光加工技術(shù)及設(shè)備列為“當(dāng)前國家優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域”。中國一航北京航空制造工程研究所的高能束流加工技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí) 驗(yàn)室，集激光加工技術(shù)、電子束加工技術(shù)和等離子體加工技術(shù)于一體，是我國唯一同時(shí)擁有三束加工技術(shù)的研究單位。“九五”、“十五”期間，在激光焊接過程機(jī) 理及應(yīng)用方面開展了大量的研究工作，包括航空用金屬材料的激光焊接工藝及機(jī)理研究、精密激光焊接技術(shù)研究、新型材料及難加工材料可焊性及工藝優(yōu)化技術(shù)研 究、武器裝備新結(jié)構(gòu)的激光束的新加工方法及關(guān)鍵工藝裝備研究、提高激光性能及加工過程控制和質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)的研究、激光全息技術(shù)用于焊縫質(zhì)量檢測的研究以及 航空結(jié)構(gòu)件激光焊接技術(shù)的研究等等。在過去幾十年時(shí)間里，為我國激光焊接技術(shù)發(fā)展作出了很大的貢獻(xiàn)，研究成果已成功地應(yīng)用在我國新型航空動力裝置及結(jié)構(gòu)件 的研制和生產(chǎn)中。

　　幾種激光焊接方法及其應(yīng)用

　　針對航空制造業(yè)的激光焊接技術(shù)，目前的研究主要集中于建立CO2激光和YAG激光焊接各種航空金屬材料的理論及應(yīng)用，通過基礎(chǔ)理論的建立，輔以大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，激光焊接技術(shù)已經(jīng)成熟地應(yīng)用于航空及武器裝備制造的諸多領(lǐng)域。下面簡單介紹幾種激光焊接方法及其應(yīng)用：

　　1. 單激光焊接

　　按焊接熔池形成的機(jī)理區(qū)分，激光焊接可分為兩種：熱傳導(dǎo)焊接和激光深熔焊。這兩種方式最基本的區(qū)別在于：前者熔池表面保持封閉，而后者熔池則被激光束穿透成小孔。#p#分頁標(biāo)題#e#

　?。?）熱傳導(dǎo)焊接

　　當(dāng)功率密度約為105～ 106W/cm2的激光照射在材料表面時(shí)，一部分激光被反射，另一部分光能被材料吸收轉(zhuǎn)化為熱能使焊件表面熔化，材料表面層的熱以熱傳導(dǎo)的方式繼續(xù)向材料 深處傳遞，形成熔池，將兩焊件熔接在一起。這種焊接模式熔深淺，深寬比較小。圖1為利用激光熱導(dǎo)焊為飛機(jī)某零件進(jìn)行密封。

圖1 激光熱導(dǎo)焊的應(yīng)用

      （2）激光深熔焊

　　當(dāng)功率密度比較大（約為106～107W/cm2）的激光束照射到材料表面時(shí)，材料吸收光能轉(zhuǎn)化為熱能，工件吸收激光后迅速熔化乃至氣化，熔化的金 屬在蒸汽壓力作用下形成小孔激光束可直照孔底，使小孔不斷延伸，直至小孔內(nèi)的蒸氣壓力與液體金屬的表面張力和重力平衡為止。小孔隨著激光束沿焊接方向移動 時(shí)，小孔前方熔化的金屬繞過小孔流向后方，凝固后形成焊縫。這種焊接模式熔深大，深寬比也大。在航空制造領(lǐng)域，除了微薄零件或特殊要求之外，一般均使用深 熔焊。圖2是采用激光深熔焊焊接的某飛機(jī)結(jié)構(gòu)件。

圖2 激光深熔焊的應(yīng)用