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一年一度，被稱為人類歷史上規(guī)模最大、周期性最長(zhǎng)的大遷徙——春運(yùn)，自農(nóng)歷臘月二十三起在全國(guó)各地逐漸接近高峰。即使再難再遠(yuǎn)，就像候鳥(niǎo)一樣，在大約40天左右的時(shí)間里，三十億人次的春運(yùn)大軍在工作地和家鄉(xiāng)之間往返。
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、就業(yè)機(jī)會(huì)的變化，讓學(xué)習(xí)、工作地離家鄉(xiāng)越來(lái)越遠(yuǎn)。光纖激光的多種應(yīng)用技術(shù)參與了平安春運(yùn)，讓每個(gè)為生活奔波在外的人借助多種交通工具快捷、順利、安全的回家。
天空中的護(hù)航
無(wú)論是回鄉(xiāng)與親人團(tuán)聚的臺(tái)胞，還是工作在地球另一端返鄉(xiāng)的人，飛機(jī)是最快捷的出行工具。消費(fèi)水平提高，讓選擇飛機(jī)往返的人越來(lái)越多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年春運(yùn)期間，民航客運(yùn)量已經(jīng)達(dá)到5140萬(wàn)人次。據(jù)預(yù)計(jì)，2017年民航春運(yùn)客運(yùn)量將達(dá)5830萬(wàn)人次。
隨著技術(shù)發(fā)展，航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能不斷得到優(yōu)化，所以效率更高了，油耗更低了，航程更遠(yuǎn)也更安全了。這背后，工程師們?yōu)榱颂岣吆娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)的效率和推重比，采用的是降低排氣溫度和速度、升高發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室溫度的方法。
升高發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室溫度使燃料能夠充分燃燒，但也會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的工作溫度不斷升高，持續(xù)的高溫氣體對(duì)于葉片來(lái)說(shuō)是很危險(xiǎn)的。工程師們?cè)诎l(fā)動(dòng)機(jī)渦輪工作葉片、導(dǎo)向葉片、燃燒室等部件上設(shè)計(jì)了冷卻孔，排出的高溫氣體經(jīng)過(guò)葉片表面的熱障涂層進(jìn)入冷卻孔中，這樣能夠降低葉片、燃燒室等部件的表面溫度、升高渦輪前溫度、減少油耗、提高推重比。
發(fā)動(dòng)機(jī)葉片及燃燒室的冷卻孔可能多達(dá)數(shù)百萬(wàn)個(gè)（每片葉片有數(shù)十至數(shù)百個(gè)，燃燒室有數(shù)萬(wàn)個(gè)），孔徑非常?。üぷ魅~片和導(dǎo)向葉片冷卻孔徑甚至僅為0.3-0.5 mm），孔的位置是根據(jù)氣流的方向定位分布在曲面上的，這些孔都是斜孔，而且每排孔的角度不同，厚度和形狀也各不相同，精度要求非常高。
鉆孔葉片樣件
冷卻孔的加工質(zhì)量直接關(guān)系到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的安全可靠性。發(fā)動(dòng)機(jī)葉片目前均采用單晶高溫合金制造。傳統(tǒng)的機(jī)械方法已無(wú)法加工冷卻孔，IPG光纖激光器提供了方形波形+平頂模式輸出的激光鉆孔方法。這種方法在鉆孔時(shí)效率更高，質(zhì)量更好，熱損傷更少，改善了微裂紋和再鑄層，使葉片穩(wěn)定性和壽命提高。
IPG光纖激光器還用于修復(fù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的激光熔覆和例如LEAP-1b發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴的3D打印，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。對(duì)于激光熔覆，有近60年歷史的Huffman公司總裁Roger Hayes說(shuō)，10年前當(dāng)他們開(kāi)始使用光纖激光器集成系統(tǒng)時(shí)，他們的航空發(fā)動(dòng)機(jī)客戶就再也沒(méi)買(mǎi)過(guò)采用光纖激光器以外的激光源的熔覆系統(tǒng)了。
LEAP-1b發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）
陸路上的保障
無(wú)論是視頻中忐忑等待從未見(jiàn)面的婆婆的新娘，還是為了省錢(qián)選擇千里騎行返鄉(xiāng)的打工夫婦，鐵路、公路承載了春運(yùn)客流的大部分行程。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年春運(yùn)期間，全國(guó)鐵路客運(yùn)量３.25億人次，道路客運(yùn)量24.95億人次，同比均有增長(zhǎng)。
在過(guò)去，為了運(yùn)送春節(jié)客流，常規(guī)列車和增開(kāi)的臨時(shí)列車車速比較慢，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)。全國(guó)鐵路列車運(yùn)行圖的一次次調(diào)整，增開(kāi)了多對(duì)高鐵。高鐵車廂大量使用鋁合金材質(zhì)。高鐵專家指出，時(shí)速300公里以上的高速列車車體必須采用輕量化的鋁合金材料，350公里以上的列車車廂除底盤(pán)外要全部使用鋁型材，這樣能有效減少列車的重量，產(chǎn)生更大的牽引力，明顯提高運(yùn)行速度。
在國(guó)內(nèi)，哈焊所集成了IPG高功率光纖激光器等先進(jìn)裝備的軌道車體部件激光加工系統(tǒng)，融合了激光焊、激光填絲焊、激光-電弧復(fù)合焊等多種工藝，已完成了蘇州、南京100%低地板車、深圳地鐵三號(hào)線等軌道車輛的車體制造。由于該系統(tǒng)在高速檢測(cè)列車及時(shí)速400公里以上高速動(dòng)車組研發(fā)和試驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目中的成功中標(biāo)，而光纖激光焊接又是鋁合金焊接的理想方式，很有可能在不久的將來(lái)，這種先進(jìn)設(shè)備也會(huì)被正式使用于高鐵列車的制造。
我們把目光轉(zhuǎn)向視頻中的摩托車大軍。為了省錢(qián)，他們千里騎行，從打工地廣東肇慶到位于貴州石阡的老家，五天四夜，騎行1350公里，惡劣的天氣、簡(jiǎn)易的干糧、偏遠(yuǎn)崎嶇的回家路，最怕的就是中途路況不好時(shí)遇到故障，特別是當(dāng)摩托車行駛了1到2萬(wàn)公里的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體工作面出現(xiàn)磨損而產(chǎn)生竄機(jī)油的現(xiàn)象, 會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能降低,、耗油增大。
如果在返鄉(xiāng)前進(jìn)行大修，傳統(tǒng)的維修方式是將缸體工作面重新鏜削后再珩磨至維修尺寸, 然后加活塞和活塞環(huán)（若氣缸體工作面出現(xiàn)劇烈磨損而超出了允許的維修極限尺寸時(shí), 則需要更換整個(gè)氣缸體）。缸體在鏜削珩磨后工作面的耐磨性能會(huì)急劇下降，處理后的發(fā)動(dòng)機(jī)大修周期會(huì)大大縮短，如果運(yùn)氣不好，有可能在返鄉(xiāng)的路上再出故障。在路上可能不具備維修的條件，也未必有加油站提供動(dòng)力保障。
據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2016年全國(guó)跨騎式摩托車（即視頻中的摩托車）產(chǎn)銷量分別為為857.96和857.03萬(wàn)輛。提高摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)壽命、延長(zhǎng)大修周期很有市場(chǎng)需求。而光纖激光表面處理技術(shù)（激光淬火）現(xiàn)已在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)閥座、缸體、活塞環(huán)等零部件的制造中應(yīng)用, 無(wú)需在待處理的部件上預(yù)制吸收涂層，因?yàn)榻饘俨牧蠈?duì)1 μm波長(zhǎng)的光纖激光有良好的吸收，可以改變表面結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分和金相組織，使抗磨性、耐腐蝕性和抗疲勞性得到顯著提高。
光纖激光材料表面熱處理
國(guó)外有廠商用激光對(duì)活塞環(huán)外表面鍍TiN 或Cr ,使活塞環(huán)磨損量大大下降。如果國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的摩托車在出廠前經(jīng)過(guò)缸體、活塞環(huán)激光表面處理，其維修周期就可以延長(zhǎng)。也就是說(shuō)，為了省錢(qián)千里騎行回鄉(xiāng)的許多個(gè)汪正年，不僅能及時(shí)地返鄉(xiāng)，還能省下摩托車大修的錢(qián)和浪費(fèi)的油錢(qián)，可以放心的給常年作為留守兒童的孩子多帶回幾件新衣裳。
無(wú)論你正在返鄉(xiāng)路上，還是過(guò)幾天出發(fā)，這一生，我們都在回家的路上。隨著人們對(duì)光纖激光不斷探索，光纖激光將更多地應(yīng)用于交通運(yùn)輸制造。我們?cè)赣眠@一生，一直陪伴你在回家的路上。