[發明專利]雙光束激光鏡像焊接方法

在審

• 申請號: 201811459874.8
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109465547A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 胡佩佩;張登明;歐陽自鵬;孫錫建;沈義平;曹熙勇;李中權
• 申請（專利權）人: 上海航天精密機械研究所
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/60;B23K26/70
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種雙光束激光鏡像焊接方法，針對目前的焊接制造精度不高、效率不快、不便于實現自動化的問題，提出了新的裝配、焊接以及冷卻方案，通過采用豎直位置的裝配方法，取代一面焊接一面貼胎的裝配方法，省略了大量的反復翻轉舵面工作；同時，由于實現了一次裝夾后連續焊接，大幅簡化了生產過程，不僅大幅提高了焊接效率，更便于實現焊接過程的自動化。通過采用雙光束激光鏡像同步焊接工藝，取代了單一熱源的單面焊接，熱循環過程具有高度的對稱性，可以大幅提高焊接制造精度。舵面焊接完成后，將鈦合金蒙皮骨架舵面豎直放置或懸掛，舵面通過自由輻射冷卻到室溫，進一步保證了舵面熱循環的溫度變化對稱性，進一步提高了焊接制造精度。

技術領域

本發明涉及激光焊接領域，具體地，涉及一種雙光束激光鏡像焊接方法，尤其涉及一種鈦合金蒙皮骨架舵面的焊接方法。

背景技術

鈦合金蒙皮骨架結構舵面憑借高性能、輕量化以及重心前移等一系列優勢，在航天產品上得到了廣泛應用。如專利文獻CN103522022A、CN104858542A、CN106425309A等對鈦合金蒙皮骨架結構的制造進行了有益研究，不僅工藝方法上研究了激光焊接和電子束焊接等，還提出了內嵌等更優秀的裝配關系。

但上述現有技術仍然存在著一定的不足。隨著戰術武器的飛行速度越來越快，對舵面的制造精度指標也不斷提高；同時，面對著蒙皮骨架結構應用的覆蓋面越來越廣，焊接制造的產量瓶頸愈發明顯。具體來說，當前的主要電子束或者激光束制造方法都是單熱源焊接，為了控制變形，在點焊以及正式焊接時，需要不斷來回翻轉舵面，由此造成不僅本身工藝制造效率低下，流程上也非常不便于實現自動化焊接過程，尤其是電子束焊接需要真空室，非常不便于翻轉舵面操作。同時，不對稱的焊接熱循環過程也意味著制造精度有局限，有時甚至為了提高精度，需要盡可能多的翻轉舵面實現熱輸入的對稱，但由于目前的主流裝配方式還是水平貼胎，不斷的翻轉和不均勻的強制冷卻也明顯增加了制造精度控制的不確定性。

因此，提供一種不需要頻繁翻轉、熱輸入均勻對稱的激光焊接方法具有較高的必要性和一定的現實意義。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種雙光束激光鏡像焊接方法。

根據本發明提供的一種雙光束激光鏡像焊接方法，使用待焊接的第一部件和第二部件，包括如下步驟：

焊接準備步驟：對第一部件和第二部件進行預處理；

固定步驟：將第一部件和第二部件進行組合機械裝配和點焊固定；

焊接步驟：通過激光正式焊接將第一部件和第二部件焊接完成；

其中，所述預處理包括加工制造、清洗、酸洗以及烘干中的任一種或任多種組合；

所述固定步驟和焊接步驟中，第一部件和第二部件的待焊接處兩側均處于能夠焊接的狀態，正式焊接采用兩束正式焊接激光束施焊，兩束正式焊接激光束分別位于待焊接處的兩側。

優選地，所述固定步驟中的點焊固定采用激光點焊固定；所述激光點焊固定采用兩束點焊激光束施焊，兩束點焊激光束分別位于待焊接處的兩側。

優選地，所述第一部件為舵面蒙皮，所述第二部件為舵面骨架。

優選地，所述固定步驟和焊接步驟中，舵面蒙皮和舵面骨架裝配后，兩面舵面蒙皮均處于能夠焊接的狀態，正式焊接采用兩束正式焊接激光束施焊，兩束正式焊接激光束分別位于舵面骨架中心面的兩側。

優選地，舵面骨架中心面與操作平面垂直。

優選地：

-兩束正式焊接激光束垂直于舵面蒙皮表面，兩束正式焊接激光束的軸線共線；和/或

-兩束點焊激光束垂直于舵面蒙皮表面，兩束點焊激光束的軸線共線。