焊接现代飞行器工艺与银焊条激光钎焊加工过程

焊接是现代飞行器制造过程中的一种重要工艺，飞机发动机的主要承力构件和部件大多都采用了焊接结构。为了减轻飞机结构的重量，针对起落架等主要承载部件，许多发达我国已经使用了数控加工与整体锻压相结合的制造工艺。例如飞机起落架的梁由组合件改为了整体结构。但这种方法中锻件的制造依赖于新的大吨位成套设备，并且形状复杂的钛合金薄壁承力结构件难以进行切削加工，由此带来材料利用率，加工成本很高的缺点。因此，焊接结构的应用仍然是减轻结构重量、节省材料以及提高制造速率的方法。例如俄罗斯的苏-27战斗机中，仅中间翼下壁板这一钛合金焊接结构的应用，提高了材料的利用，充分发挥了焊接的优势。

为了改进飞行器的技术性能，降低其自身的重量，改进其制造工艺，航空航天工业中运用到了越来越多的新材料和新结构。飞行器恶劣的服役条件要求所用材料具有轻质、、、、高刚度、疲劳寿命长以及抗冲击等良好综合性能。钛合金由于具有较高的比强度，和性能和材料重量轻等优点而广泛应用于航空航天等行业。尤其钛合金的焊接结构，作为钛合金材料应用重要的结构形式之一，已成为制造众多飞机结构的主要选择。

TC4钛合金（Ti-6Al-4V）是20世纪60年代初期研制的一种典型的马氏体型双相(α+β)钛合金，其塑性和，耐热性和性能好，比，是较早广泛用于飞机结构的通用钛合金，也是航空结构中应用得多一种的钛合金，例如，目前世界上较具有代表性的第四代战斗机F-22中，钛合金的用量占了结构总质量的41%，其中36%为TC4钛合金，占到钛合金总用量的86%。

该合金的可焊性和机械加工性能好，常常用于飞机结构中隔板、梁和接头等中等承力构件，隔框、舱门等复杂构件，以及发动机风扇和压气机盘及叶片等，用以替代钢材料可减轻结构的重量约30％。

有些元件的连接不宜采用激光熔焊，但可利用激光作为热源，施行软钎焊与硬钎焊，同样具有激光熔焊的优点。采用钎焊的方式有多种，其中，激光软钎焊主要用于印刷电路板的焊接，尤其实用于片状元件组装技术。采用激光软钎焊与其它方式相比有以下优点：

1、重复操作稳定性好。焊剂对焊接工具污染小，且激光照射时间和输出功率易于控制，激光钎焊。

2、激光束易于实现分光，可用半透镜、反射镜、棱镜、扫描镜等光学元件进行时间与空间分割，能实现多点同时对称焊。

3、由于是局部加热，元件不易产生热损伤，热影响区小，因此可在热敏元件附近施行软钎焊。

4、用非接触加热，熔化带宽，不需要任何辅助工具，可在双面印刷电路板上双面元件装备后加工。

由于银焊条激光钎焊加工过程的复杂性以及众多的影响因素，当出现加工质量下降现象时，大多数情况下无法用一个原因来解释，但加工轨迹的开始和结尾段通常被认为是为关键的部分。为了在使用激光钎焊时满足质量方面的要求，对加工过程进行调整的每个环节都仔细地进行操作。