De reden waarom hybride laser-booglassen de optimale oplossing is geworden voor de productie in de lucht- en ruimtevaart, is dat het op effectieve wijze het conflict oplost tussen nauwkeurig lassen van grote structurele componenten en montageafwijkingen. Bij het vervaardigen van romppanelen of raketbrandstoftanks maakt deze technologie gebruik van de draadaanvoercapaciteit van de boog om de montagegaten te compenseren die onvermijdelijk zijn langs lange lasnaden, waardoor de strenge eisen voor nauwkeurigheid van het gereedschap aanzienlijk worden verminderd. Ondertussen bereiken laser-geleide bogen een diepe penetratie, waardoor de vorming van middel- dikke platen mogelijk wordt gemaakt van een enkele laspassage aan één kant tot een dubbelzijdige-zijdige vorm met een zeer lage warmte-inbreng, waardoor de vervorming in dun- componenten met dunne wanden aanzienlijk wordt verminderd en aerodynamische vormprecisie wordt gegarandeerd. Bovendien optimaliseert het synergetische effect van de dubbele warmtebronnen de thermische cyclus van het gesmolten bad, vergemakkelijkt het ontsnappen van gas, onderdrukt effectief porositeit en scheurdefecten die gebruikelijk zijn bij legeringen met hoge sterkte, en bereikt een perfecte combinatie van hoge efficiëntie en hoge kwaliteit.
Hybride laser-booglassen, met de voordelen van diepe penetratie en hoge aanpasbaarheid, is een kernverbindingstechnologie geworden in de moderne lucht- en ruimtevaartproductie. Van vliegtuighuidframes en rakettanks tot motoronderdelen: dit proces wordt op grote schaal toegepast op kritieke materialen zoals aluminium, titanium en hoge-temperatuurlegeringen, waardoor de sprong naar geïntegreerde, lichtgewicht en hoogwaardige vliegtuigen van de volgende- generatie sterk wordt ondersteund. Bij de productie van grote vliegtuigen vervangt deze technologie het traditionele klinken voor dubbelzijdig-zijdig synchroon lassen van rompstructuren en huiden. Door hoge-snelheidslassen uit te voeren om de warmte-inbreng te balanceren, wordt de vervorming van het paneel aanzienlijk verminderd; Door gebruik te maken van boogdraadaanvoer ter compensatie van montagefouten wordt de kwaliteit van ultra-lange lassen gegarandeerd, waardoor structurele integratie en extreme gewichtsvermindering worden bereikt.
Voor het lassen van cilindrische delen van cryogene brandstoftanks van cryogene brandstoftanks (vloeibare waterstof/vloeibare zuurstof) met een hoge-sterkte in lanceervoertuigen, wordt laser-hybride booglassen voornamelijk gebruikt om het probleem van enkel-zijdig lassen met dubbelzijdig-zijdig vormen op medium- dikke platen aan te pakken. In dit scenario dringt de samengestelde warmtebron door het sleutelgateffect de plaat binnen, terwijl de boog zich over het oppervlak verspreidt en de legeringselementen aanvult. Deze combinatie verhoogt niet alleen de lasefficiëntie met 3-5 keer, maar, nog belangrijker, door het regelen van de temperatuurgradiënt en de afkoelsnelheid van het gesmolten zwembad, onderdrukt het effectief de porositeit en verzachting van de verbindingen die vaak voorkomen bij aluminium-lithiumlegeringen, waardoor de mechanische eigenschappen bij lage- temperaturen en de betrouwbaarheid van de afdichting van de tanklassen aanzienlijk worden verbeterd. In de lucht- en ruimtevaartmotorensector wordt hybride laser-booglassen voornamelijk gebruikt voor het verbinden en repareren van behuizingen van titaniumlegeringen, statorschoepen en onderdelen van de verbrandingskamer. Omdat titaniumlegeringen bij hoge temperaturen extreem gevoelig zijn voor zuurstof, waterstof en stikstof en een slechte thermische geleidbaarheid hebben, leidt traditioneel booglassen gemakkelijk tot grove korrels en buitensporig brede, door hitte beïnvloede zones. Hybride lassen maakt gebruik van de geconcentreerde energie van de laser om de penetratiediepte te behouden, terwijl de totale warmte-inbreng aanzienlijk wordt verminderd, waardoor de door hitte beïnvloede zone wordt geminimaliseerd en de blootstellingstijd van het onderdeel aan hoge temperaturen wordt verkort. Bovendien verbetert de hulpwerking van de boog de oppervlaktekwaliteit van de las, waardoor defecten zoals ondersnijding worden verminderd, wat een uitstekende metallurgische kwaliteitsborging oplevert voor motoronderdelen die hoge temperaturen, hoge drukken en hoge cyclusvermoeidheid verdragen.
Hoewel hybride laser-booglassen een groot potentieel biedt in de lucht- en ruimtevaartsector, wordt de wijdverbreide toepassing ervan nog steeds geconfronteerd met zowel technische als kostenbeperkingen. Ten eerste is de koppeling van procesparameters uiterst complex, waarbij meer dan tien parameters zoals laservermogen, puntdiameter, boogstroom, spanning, draadafstand en mate van defocussering met elkaar in wisselwerking staan, wat resulteert in een relatief smal procesvenster waarin zelfs kleine fluctuaties lasinstabiliteit kunnen veroorzaken. Ten tweede zijn de kosten voor de integratie en het onderhoud van apparatuur hoog, omdat de combinatie van lasers met hoog-vermogen en precisielasrobots aanzienlijke investeringen vergt en een hoog niveau van vaardigheid van de operator vereist. Vooruitkijkend zal de technologie zich naar verwachting op de volgende manieren ontwikkelen: (1) het integreren van AI- en multi-sensorfusietechnologieën (visueel, spectraal, akoestisch) om "gesloten-loopcontrole" van het lasproces te bereiken. Het systeem kan assemblageafwijkingen of de omstandigheden van het smeltbad in realtime detecteren en automatisch de laser- of boogparameters binnen milliseconden aanpassen, waardoor problemen met de processtabiliteit volledig worden opgelost.
(2) Met de toename van het vermogen van blauwe en groene lasers zal composietlassen van sterk reflecterende materialen voor aluminium en koperlegeringen in de ruimtevaart mogelijk worden gemaakt via de 'korte golflengte + boog'-methode, waardoor de energieabsorptie en de lasstabiliteit verder worden verbeterd. (3) De vraag naar structurele-functionele integratie in de lucht- en ruimtevaart groeit, en toekomstig composietlassen zal zich steeds meer richten op het verbinden van ongelijksoortige metalen zoals staal-aluminium en titanium-aluminium, waarbij knelpunten in de metallurgische incompatibiliteit worden doorbroken door nauwkeurige controle van lichte, elektrische en materiële componenten, en het extreem lichtgewicht ontwerp van de volgende generatie vliegtuigen wordt ondersteund.
