【編制按】航空航天有了整體化設(shè)計與制造的蒙皮類夹卒、型腔類及壁板類結(jié)構(gòu)以后。使得輕量化、超聲速巡航本姥、優(yōu)良的隱身性能肩袍、長使用壽命、高可靠及低成本的優(yōu)勢婚惫》沾停可以說給新型激光焊接技術(shù)為中國戰(zhàn)機推波助瀾。

　　輕量化先舷、超聲速巡航艰管、優(yōu)良的隱身性能、長使用壽命蒋川、高可靠及低成本已經(jīng)成為當(dāng)前世界航空航天飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造的重要發(fā)展趨勢牲芋。整體化設(shè)計與制造的蒙皮類、型腔類及壁板類結(jié)構(gòu)是航空航天飛行器“金屬外衣”的主要結(jié)構(gòu)形式秤暮，并對飛行器的機動性能钢谍、氣動性能、隱身性能及使用壽命等產(chǎn)生重要的影響歧织。先進(jìn)的特種焊接技術(shù)是航空航天飛行器結(jié)構(gòu)的主要制造技術(shù)之一亏的，包括電弧焊接技術(shù)、電子束焊接技術(shù)地混、激光焊接技術(shù)胆中、摩擦焊接技術(shù)等。其中庆牵，激光焊接技術(shù)在以“大尺寸橡收、薄壁結(jié)構(gòu)、復(fù)雜型面”為特征的蒙皮類遏填、型腔類及壁板類結(jié)構(gòu)的整體化焊接制造方面具有獨特的優(yōu)勢配评，成為當(dāng)代航空航天飛行器“金屬外衣”整體化制造的關(guān)鍵技術(shù)。

　　激光焊接技術(shù)氛赞，在突破了以“匙孔”吸收為特征的激光深熔焊接技術(shù)后再拴，激光光束能量密度高達(dá)106W/cm2以上，其焊接熱輸入低赔癌、焊接速度快诞外、焊縫和熱影響區(qū)窄、焊接變形小灾票、對母材熱損傷小峡谊、可以在惰性氣體保護(hù)氣氛環(huán)境中進(jìn)行焊接；并且波長為1.06μm的Nd:YAG激光還可以采用柔性光纖傳輸刊苍，配以可靈活操作的機械手既们，為實現(xiàn)空間曲線焊縫的自動焊接提供了可能。

　　歐美等國在上世紀(jì)80年代末至90年代初班缰，就開始將激光焊接技術(shù)大量應(yīng)用于航空航天飛行器制造贤壁。其應(yīng)用主要集中在零件級別的以焊代鉚和零件之間的以小拼大兩個方面悼枢，即蒙皮類、型腔類及壁板類結(jié)構(gòu)的對接拼焊脾拆，涉及的金屬材料主要包括鈦合金馒索、鎳基和鐵基高溫合金等。

　　然而名船，由于國內(nèi)缺少大功率與高光束品質(zhì)激光器件等因素绰上，我國在激光焊接技術(shù)研究和應(yīng)用方面起步較晚。1995年返乏，在中航工業(yè)制造所關(guān)橋院士的積極呼吁下框抽，我國依托中航工業(yè)制造所，建立了高能束流加工技術(shù)重點實驗室香诽，專門從事高能束流加工技術(shù)研發(fā)及裝備研制工作绵扇，其中激光焊接技術(shù)是實驗室重點研究和應(yīng)用方向之一。通過從國內(nèi)相關(guān)單位引進(jìn)激光器件庐丁，自主設(shè)計與配套相關(guān)裝備仓煌，實驗室迅速開展了激光焊接工藝可行性研究，以及航空航天飛行器常用金屬材料激光焊接特性基礎(chǔ)研究等工作榨凭。為克服單一激光焊接對零件裝配精度要求過高熔徊，在高功率、高速度焊接條件下易于產(chǎn)生氣孔郑迅、咬邊等各種焊接缺陷朽晓，以及某些高反射率金屬材料焊接時存在困難等問題，在激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)方面令聂，實驗室也開展了系統(tǒng)的研究工作方仿。如采用激光與激光復(fù)合方式的多光點激光焊接技術(shù)、連續(xù)激光/脈沖激光焊接技術(shù)统翩，采用激光與外部熱源復(fù)合方式的激光/TIG焊接技術(shù)兼丰、激光/MIG焊接技術(shù)、激光/PLASMA焊接技術(shù)唆缴、激光/電磁感應(yīng)加熱焊接技術(shù)，采用激光與填加材料復(fù)合方式的激光填絲焊接技術(shù)黍翎、激光填粉焊接技術(shù)面徽、活性劑激光焊接技術(shù)，以及上述各種焊接技術(shù)的復(fù)合等匣掸。通過適當(dāng)擴大激光熱源的作用范圍趟紊、引入外部熱源，以及在焊接過程中填加合適的材料等方式碰酝，激光復(fù)合焊接技術(shù)利用熱源之間霎匈、熱源與材料之間的“增強互動”效應(yīng)戴差，克服了單一激光焊接存在的固有缺陷，進(jìn)一步優(yōu)化和完善了激光焊接技術(shù)工藝體系铛嘱，為激光焊縫的控形與控性提供了更靈活多樣的技術(shù)手段暖释。

　　進(jìn)入21世紀(jì)，雙光束激光焊接技術(shù)的應(yīng)用為世界航空制造業(yè)帶來了一次偉大的技術(shù)變革波烘。為解決壁板結(jié)構(gòu)蒙皮與加強筋之間T型接頭的焊接問題在摔，該技術(shù)采用兩束激光對壁板結(jié)構(gòu)T型接頭兩側(cè)同步施焊，完成蒙皮與加強筋之間的連接亥矿。雙光束激光焊接技術(shù)由于采用了對稱的焊接熱源唤吐，從T型接頭兩側(cè)同步施焊，最大程度地減小焊接產(chǎn)生的變形锨飞，保證蒙皮外型面的形狀精度诫幼。因此，雙光束激光焊接技術(shù)在國外航空制造領(lǐng)域迅速得到了應(yīng)用徘敦〕嵫辏空客公司在以A380為代表的系列機型上均大量采用了雙光束激光焊接的鋁合金整體壁板，即采用雙光束激光焊接技術(shù)將6013 T6鋁合金機身蒙皮與6013 T6511鋁合金加強筋焊接成為整體機身壁板硝逐，取代原有的鉚接密封壁板捷仓，強度提高近20%，結(jié)構(gòu)重量減輕近20%足蹋，成本降低25%图云。雙光束激光焊接技術(shù)的這些應(yīng)用使焊接技術(shù)成功地實現(xiàn)了從零件級到部件級，甚至部件間連接的質(zhì)的跨越邻邮，這被認(rèn)為是航空制造業(yè)的一次偉大的技術(shù)變革竣况。

　　緊跟國外激光焊接技術(shù)研究和應(yīng)用的發(fā)展，中航工業(yè)制造所高能束流加工技術(shù)重點實驗室組建了一支團結(jié)協(xié)作筒严、激情進(jìn)取丹泉、求實創(chuàng)新的精英團隊，先后建立了10kW光纖激光和3kW YAG激光以及4kW CO2激光焊接系統(tǒng)鸭蛙，以整體化焊接的鈦合金摹恨、鋁合金蒙皮類、型腔類及壁板類結(jié)構(gòu)為研究對象娶视，先后開展了激光深熔焊接技術(shù)晒哄、各種激光復(fù)合焊接技術(shù)，以及雙光束激光焊接技術(shù)等的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究肪获，并成功地將活性劑激光焊接技術(shù)應(yīng)用于飛機鈦合金蒙皮類和型腔類結(jié)構(gòu)的對接拼焊寝凌。雙光束激光焊接技術(shù)研究也獲得重大突破，并應(yīng)用于飛機鈦合金壁板類結(jié)構(gòu)蒙皮與加強筋之間的整體化焊接（如圖所示）。今天的高能束流加工技術(shù)重點實驗室的激光焊接技術(shù)無論在研發(fā)平臺還是在技術(shù)水平方面都站在了國際最前沿央颈。

　　隨著技術(shù)的更新與發(fā)展藻清，激光焊接已不再是一種單純意義上的加工制造技術(shù)，已發(fā)展成為激光能量場與品質(zhì)械耙、材料冶金诗差、結(jié)構(gòu)力學(xué)、自動化扎输、計算機等多學(xué)科集成的工程制造技術(shù)徽探，顯現(xiàn)出極高的技術(shù)附加值。激光焊接技術(shù)的發(fā)展方向更趨于加工過程的自動化和智能化准击、復(fù)合束源和集成化封豆，并向著高品質(zhì)、高功率胸立、高效率恢憋、多功能和結(jié)構(gòu)功能一體化方向發(fā)展，同時隨著其在航空領(lǐng)域及其他領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣泛和成熟绷觉，激光焊接技術(shù)必將成為我國航空事業(yè)和其它軍工領(lǐng)域傳統(tǒng)制造業(yè)改造升級不可或缺的重要技術(shù)鄙荚。 

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