[发明专利]双光束激光镜像焊接方法

说明书

本发明提供了一种双光束激光镜像焊接方法，针对目前的焊接制造精度不高、效率不快、不便于实现自动化的问题，提出了新的装配、焊接以及冷却方案，通过采用竖直位置的装配方法，取代一面焊接一面贴胎的装配方法，省略了大量的反复翻转舵面工作；同时，由于实现了一次装夹后连续焊接，大幅简化了生产过程，不仅大幅提高了焊接效率，更便于实现焊接过程的自动化。通过采用双光束激光镜像同步焊接工艺，取代了单一热源的单面焊接，热循环过程具有高度的对称性，可以大幅提高焊接制造精度。舵面焊接完成后，将钛合金蒙皮骨架舵面竖直放置或悬挂，舵面通过自由辐射冷却到室温，进一步保证了舵面热循环的温度变化对称性，进一步提高了焊接制造精度。

技术领域

本发明涉及激光焊接领域，具体地，涉及一种双光束激光镜像焊接方法，尤其涉及一种钛合金蒙皮骨架舵面的焊接方法。

背景技术

钛合金蒙皮骨架结构舵面凭借高性能、轻量化以及重心前移等一系列优势，在航天产品上得到了广泛应用。如专利文献CN103522022A、CN104858542A、CN106425309A等对钛合金蒙皮骨架结构的制造进行了有益研究，不仅工艺方法上研究了激光焊接和电子束焊接等，还提出了内嵌等更优秀的装配关系。

但上述现有技术仍然存在着一定的不足。随着战术武器的飞行速度越来越快，对舵面的制造精度指标也不断提高；同时，面对着蒙皮骨架结构应用的覆盖面越来越广，焊接制造的产量瓶颈愈发明显。具体来说，当前的主要电子束或者激光束制造方法都是单热源焊接，为了控制变形，在点焊以及正式焊接时，需要不断来回翻转舵面，由此造成不仅本身工艺制造效率低下，流程上也非常不便于实现自动化焊接过程，尤其是电子束焊接需要真空室，非常不便于翻转舵面操作。同时，不对称的焊接热循环过程也意味着制造精度有局限，有时甚至为了提高精度，需要尽可能多的翻转舵面实现热输入的对称，但由于目前的主流装配方式还是水平贴胎，不断的翻转和不均匀的强制冷却也明显增加了制造精度控制的不确定性。

因此，提供一种不需要频繁翻转、热输入均匀对称的激光焊接方法具有较高的必要性和一定的现实意义。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种双光束激光镜像焊接方法。

根据本发明提供的一种双光束激光镜像焊接方法，使用待焊接的第一部件和第二部件，包括如下步骤：

焊接准备步骤：对第一部件和第二部件进行预处理；

固定步骤：将第一部件和第二部件进行组合机械装配和点焊固定；

焊接步骤：通过激光正式焊接将第一部件和第二部件焊接完成；

其中，所述预处理包括加工制造、清洗、酸洗以及烘干中的任一种或任多种组合；

所述固定步骤和焊接步骤中，第一部件和第二部件的待焊接处两侧均处于能够焊接的状态，正式焊接采用两束正式焊接激光束施焊，两束正式焊接激光束分别位于待焊接处的两侧。

优选地，所述固定步骤中的点焊固定采用激光点焊固定；所述激光点焊固定采用两束点焊激光束施焊，两束点焊激光束分别位于待焊接处的两侧。

优选地，所述第一部件为舵面蒙皮，所述第二部件为舵面骨架。

优选地，所述固定步骤和焊接步骤中，舵面蒙皮和舵面骨架装配后，两面舵面蒙皮均处于能够焊接的状态，正式焊接采用两束正式焊接激光束施焊，两束正式焊接激光束分别位于舵面骨架中心面的两侧。

优选地，舵面骨架中心面与操作平面垂直。

优选地：

-两束正式焊接激光束垂直于舵面蒙皮表面，两束正式焊接激光束的轴线共线；和/或

-两束点焊激光束垂直于舵面蒙皮表面，两束点焊激光束的轴线共线。