設備 

       該技術對于設備的要求較高，有資料表明：空客公司的焊接設備（圖5）主要由激光焊接系統(tǒng)、運動系統(tǒng)、焊接跟蹤系統(tǒng)、焊縫監(jiān)測系統(tǒng)、工裝夾具系統(tǒng)和控制系統(tǒng)6部分組成[3]。其中激光焊接系統(tǒng)是整個設備的核心，主要用于激光的產(chǎn)生與傳輸；運動系統(tǒng)將保證整個設備的運動精度；焊接跟蹤系統(tǒng)主要用于焊縫的定位及調(diào)整；焊縫檢測系統(tǒng)用于焊接過程中焊接質(zhì)量的監(jiān)測以及焊后焊縫質(zhì)量的檢測；工裝夾具系統(tǒng)用來實現(xiàn)蒙皮與長桁的裝夾定位，在激光焊接過程中由于對焊前裝配要求嚴格，必須設計一個特殊的非標夾具用于長桁的裝夾，這個夾具應同時具備夾緊和導向功能，而蒙皮的夾持由全型面的真空吸附模胎實現(xiàn)；而以上系統(tǒng)在集成后由中央控制系統(tǒng)實現(xiàn)整個設備的控制。本節(jié)只重點討論激光焊接系統(tǒng)的選型及比較。

       激光焊接系統(tǒng)主要由激光器、焊接工作頭及送絲送氣系統(tǒng)構成。焊接時，兩臺完全相同的激光器從長桁兩側進行同步焊接，可以減少焊接變形并控制焊縫內(nèi)氣孔數(shù)量。 

       在激光器的選擇方面，德國和法國的空客公司分別采用了不同類型的激光器，其中法國空客采用的是兩臺Nd:YAG固體激光器，而德國空客采用了2臺CO2激光器，而這兩種激光器在進行這種工藝焊接時也各有特點。兩種激光器的比較見表1。從中可以發(fā)現(xiàn)：CO2激光器的波長較大，因此在焊接鋁合金過程中，激光更容易被反射；同時光斑直徑較小、光束能力分布集中、質(zhì)量較好。

       在使用上述兩種不同類型的激光進行焊接時，與Nd:YAG激光焊接相比，由于其光斑直徑較小，使用CO2 激光器的焊縫截面積較?。ㄒ妶D6）、其形成氣孔的趨勢較大、焊前裝配較為嚴格、熱裂紋的傾向較小。而在使用Nd:YAG激光焊接時，所需的焊接能量較大、焊接完成后試板的翹曲變形以及角變形較大，達到CO2焊接變形的1.5~2倍。另外，在使用CO2激光焊接時，整個焊接過程明顯較為安靜，焊煙、飛濺較少，普通空氣刀的使用即能很好地保護鏡片，提高鏡片的使用壽命。最后，由于CO2激光只能通過銅鏡的反射傳輸，整個傳輸光路龐大而復雜；而YAG 激光能通過光纖傳輸，因此YAG 焊接系統(tǒng)的傳輸過程更柔性。

       綜上所述，這兩種焊接系統(tǒng)各有優(yōu)缺點并均已用于空客型號的生產(chǎn)。近年來，光纖激光器發(fā)展的突飛猛進，在具備與CO2激光器相近的光束質(zhì)量的同時，其傳輸也能通過光纖實現(xiàn)，兼具了兩種傳統(tǒng)激光器的特點。上飛公司同哈爾濱工業(yè)大學一起基于該焊接系統(tǒng)完成了相關基礎試驗，并取得了較好的結果。 

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展望
       復合材料具有高的比強度和比模量、良好的結構可設計性和抗疲勞特性等優(yōu)點[7]，因此復合材料的大量應用已經(jīng)成為民機發(fā)展的重要趨勢之一。但以美國鋁業(yè)（Alcoa）和加拿大鋁業(yè)（Alcan）為代表的公司也積極開展新型鋁鋰合金的研發(fā)，這些第3代鋁鋰合金在保持了以往鋁鋰合金密度低，比強度、比剛度高等優(yōu)異性能的同時，還具備了材料各向異性低、損傷容限高、耐腐蝕性好及加工性能好等特點。因此針對這種材料開展雙光束激光焊接技術極具意義。另外，由于在飛機服役過程中，上下壁板結構受力情況不同，將此技術應用于飛機的上壁板還面臨提高整體結構的損傷容限能力的挑戰(zhàn)。而鑒于國內(nèi)已經(jīng)開展了相關技術的研發(fā)并取得初步進展，但離最終的型號使用需求還有一段距離，變形控制及矯形技術等研究將是后期工作的重點。