一种飞行器金属测压毛细管的激光焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种飞行器金属测压毛细管的激光焊接方法，所述金属测压毛细管插接在所述飞行器的金属壳体外壁的通孔处；所述测压毛细管的焊接方法包括如下步骤：在所述测压毛细管与飞行器的金属壳体外壁的连接处进行定位焊接；在所述测压毛细管与飞行器的金属壳体外壁的连接处进行脉冲激光焊接，所述测压毛细管的壁厚为0.2mm～0.6mm；所述脉冲激光焊接的参数包括：激光峰值功率P＝250W～700W，脉冲频率f＝60～120Hz，占空比PWM＝10％～30％，焊接速度v＝0.5～1m/min，光斑直径d为0.05‑0.5mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm。本发明专利技术实现了测压毛细管与飞行器金属壳体外壁的可靠连接，保证了测压毛细管的焊缝熔深、焊缝高温强度、气密性、测压功能性及飞行器的外形尺寸精度要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于精细结构的激光焊接领域，尤其涉及一种飞行器金属测压毛细管的激光焊接方法。
技术介绍
随着航空航天科技的发展,飞行器的飞行速度不断增加,由气动压力导致飞行器的颤振问题成为人们关注的热点。颤振是飞行器在气动力的激励下发生的一种自激振动,它是气动压力、飞行器弹性力和惯性力耦合作用的结果，当飞行速度超过颤振临界速度时,振幅和结构中的动应力急剧增加,可能导致飞行器在几秒钟内迅速破坏。因此，为提高飞行速度,同时要保证飞行器的安全可靠性，就必须对气动压力及流场分布特性进行分析研究。在飞行器外表面安装测压孔是测量气动压力与流场分布最常用的测量方法，航空飞行器飞行速度较低，气动热不敏感，一般采用在飞行器外壁打孔粘贴塑料管带的方法进行测量。由于航天飞行器在大气层中飞行马赫数较高，飞行器表面气动热显著，通常情况下驻点温度可达600℃，采用在飞行器外壁打孔粘贴塑料管带测气动压力的方法已经不可行，因而必须采用金属测压管，并进行可靠的连接。但是，目前采用的真空钎焊工艺还是不能实现金属测压毛细管与飞行器金属壳体外壁之间可靠的激光焊接，焊接质量差，连接处强度低。
技术实现思路
针对现有技术中的上述缺陷，本专利技术的主要目的在于提供一种飞行器金属测压毛细管的激光焊接方法，实现了金属测压毛细管与飞行器金属壳体外壁之间可靠的激光焊接，焊接质量稳定。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种飞行器金属测压毛细管的激光焊接方法，所述金属测压毛细管插接在所述飞行器的金属壳体外壁的通孔处；所述金属测压毛细管的焊接方法包括如下步骤：在所述测压毛细管与所述飞行器的金属壳体外壁的连接处进行定位焊接；在所述测压毛细管与所述飞行器的金属壳体外壁的连接处进行脉冲激光焊接，所述测压毛细管的壁厚为0.2mm～0.6mm；所述脉冲激光焊接的参数包括：激光峰值功率P＝250W～700W，脉冲频率f＝60～120Hz，占空比PWM＝10％～30％，焊接速度v＝0.5～1m/min，光斑直径d为0.05-0.5mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm。作为进一步的优选，制作所述测压毛细管的材料选自钛合金和不锈钢高温合金。作为进一步的优选，制作所述测压毛细管的材料为钛合金时，所述脉冲激光焊接的参数包括：A.测压毛细管的壁厚为0.2mm≤t＜0.3mm，激光峰值功率P＝250W～400W，脉冲频率f＝80～120Hz，占空比PWM＝10％～20％，焊接速度v＝0.6～0.8m/min，光斑直径d为0.05-0.2mm，离焦量ΔF＝－0.2mm～+0.2mm；B.测压毛细管的壁厚为0.3mm≤t＜0.4mm，激光峰值功率P＝350W～500W，脉冲频率f＝80～120Hz，占空比PWM＝10％～25％，焊接速度v＝0.6～0.8m/min，光斑直径d为0.05-0.3mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm；C.测压毛细管的壁厚为0.4mm≤t＜0.5mm，激光峰值功率P＝400W～600W，脉冲频率f＝60～120Hz，占空比PWM＝15％～30％，焊接速度v＝0.5～1.0m/min，光斑直径d为0.05-0.3mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm；D.测压毛细管的壁厚为0.5mm≤t＜0.6mm，激光峰值功率P＝400W～700W，脉冲频率f＝60～120Hz，占空比PWM＝15％～30％，焊接速度v＝0.5～1.0m/min，光斑直径d为0.05-0.4mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm。作为进一步的优选，制作所述测压毛细管的材料为不锈钢高温合金时，所述脉冲激光焊接的参数包括：A.测压毛细管的壁厚为0.2mm≤t＜0.3mm，激光峰值功率P＝300W～450W，脉冲频率f＝80～100Hz，占空比PWM＝10％～20％，焊接速度v＝0.5～0.8m/min，光斑直径d为0.05-0.2mm，离焦量ΔF＝－0.2mm～+0.2mm；B.测压毛细管的壁厚为0.3mm≤t＜0.4mm，激光峰值功率P＝400W～550W，脉冲频率f＝60～100Hz，占空比PWM＝10％～25％，焊接速度v＝0.5～0.8m/min，光斑直径d为0.05-0.3mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm；C.测压毛细管的壁厚为0.4mm≤t＜0.5mm，激光峰值功率P＝450W～650W，脉冲频率f＝50～100Hz，占空比PWM＝15％～25％，焊接速度v＝0.5～1.0m/min，光斑直径d为0.05-0.3mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm；D.测压毛细管的壁厚为0.5mm≤t＜0.6mm，激光峰值功率P＝500W～700W，脉冲频率f＝40～100Hz，占空比PWM＝15％～30％，焊接速度v＝0.5～1.0m/min，光斑直径d为0.05-0.5mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm。作为进一步的优选，所述定位焊接为在所述测压毛细管周边进行激光打点定位焊接，所述定位焊接的参数包括：测压管壁厚为0.2mm≤t＜0.6mm，焊接功率P＝80W～250W，光斑直径d为0.05-0.4mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm，焊接时间T＝100ms～200ms。作为进一步的优选，所述定位焊接的参数包括：A.测压毛细管壁厚为0.2mm≤t＜0.3mm，焊接功率P＝80W～120W，光斑直径d≤0.2mm，离焦量ΔF＝－0.2mm～+0.2mm，焊接时间T＝100ms～150ms；B.测压毛细管壁厚为0.3mm≤t＜0.4mm，焊接功率P＝100W～160W，光斑直径d≤0.3mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm，焊接时间T＝120ms～180ms；C.测压毛细管壁厚为0.5mm≤t＜0.5mm，焊接功率P＝140W～200W，光斑直径d≤0.3mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm，焊接时间T＝120ms～200ms；D.测压毛细管壁厚为0.5mm≤t＜0.6mm，焊接功率P＝180W～250W，光斑直径d≤0.4mm，离焦量ΔF＝－0.5mm～+0.5mm，焊接时间T＝100ms～200ms。作为进一步的优选，所述脉冲激光焊接时，对多个测压毛细管的焊接轨迹进行编程，所述编程方法包括：以测压毛细管的圆心为基准点，使激光束对准所述基准点进行焊接原点编程；将激光束中心移动至所述测压毛细管外沿，作为焊接起焊点进行编程；以测压毛细管外沿为焊缝轨迹进行编程；焊缝轨迹沿所述测压毛细管一周闭合后，将焊接收弧点沿圆弧切线方向引出所述测压毛细管外圆。作为进一步的优选，所述脉冲激光焊接时，采用基准点定位工装将测压毛细管的圆心与焊接原点重合。作为进一步的优选，所述基准点定位工装包括定位轴和凹坑，所述基准点定位工装的使用方法包括：将所述定位轴插入所述测压毛细管内孔，调节激光焊接设备使激光束引导光对准基准定位工装上端的凹坑，记录焊接原点坐标值，完成了焊接原点的标定。作为进一步的优选，所述定位轴的直径比测压毛细管内孔直径小0.03～0.06mm，所述凹坑直径与激光焊接设备发出的引导光直径相同。作为进一步的优选，在激光焊接运动停止前进行激光衰减收弧。作为进一步的优选，所述脉冲激光焊接时，朝向所述测压毛细管引出端吹入Ar气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞行器金属测压毛细管的激光焊接方法，其特征在于：所述金属测压毛细管插接在所述飞行器的金属壳体外壁的通孔处；所述测压毛细管的焊接方法包括如下步骤：在所述测压毛细管与所述飞行器的金属壳体外壁的连接处进行定位焊接；在所述测压毛细管与所述飞行器的金属壳体外壁的连接处进行脉冲激光焊接，所述测压毛细管的壁厚为0.2mm～0.6mm；所述脉冲激光焊接的参数包括：激光峰值功率P＝250W～700W，脉冲频率f＝60～120Hz，占空比PWM＝10％～30％，焊接速度v＝0.5～1m/min，光斑直径d为0.05‑0.5mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm。

【技术特征摘要】
1.一种飞行器金属测压毛细管的激光焊接方法，其特征在于：所述金属测压毛细管插接在所述飞行器的金属壳体外壁的通孔处；所述测压毛细管的焊接方法包括如下步骤：在所述测压毛细管与所述飞行器的金属壳体外壁的连接处进行定位焊接；在所述测压毛细管与所述飞行器的金属壳体外壁的连接处进行脉冲激光焊接，所述测压毛细管的壁厚为0.2mm～0.6mm；所述脉冲激光焊接的参数包括：激光峰值功率P＝250W～700W，脉冲频率f＝60～120Hz，占空比PWM＝10％～30％，焊接速度v＝0.5～1m/min，光斑直径d为0.05-0.5mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm。2.根据权利要求1所述的飞行器金属测压毛细管的激光焊接方法，其特征在于：制作所述测压毛细管的材料选自钛合金和不锈钢高温合金。3.根据权利要求2所述的飞行器金属测压毛细管的激光焊接方法，其特征在于：制作所述测压毛细管的材料为钛合金时，所述脉冲激光焊接的参数包括：A.测压毛细管的壁厚为0.2mm≤t＜0.3mm，激光峰值功率P＝250W～400W，脉冲频率f＝80～120Hz，占空比PWM＝10％～20％，焊接速度v＝0.6～0.8m/min，光斑直径d为0.05-0.2mm，离焦量ΔF＝－0.2mm～+0.2mm；B.测压毛细管的壁厚为0.3mm≤t＜0.4mm，激光峰值功率P＝350W～500W，脉冲频率f＝80～120Hz，占空比PWM＝10％～25％，焊接速度v＝0.6～0.8m/min，光斑直径d为0.05-0.3mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm；C.测压毛细管的壁厚为0.4mm≤t＜0.5mm，激光峰值功率P＝400W～600W，脉冲频率f＝60～120Hz，占空比PWM＝15％～30％，焊接速度v＝0.5～1.0m/min，光斑直径d为0.05-0.3mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm；D.测压毛细管的壁厚为0.5mm≤t＜0.6mm，激光峰值功率P＝400W～700W，脉冲频率f＝60～120Hz，占空比PWM＝15％～30％，焊接速度v＝0.5～1.0m/min，光斑直径d为0.05-0.4mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm。4.根据权利要求2所述的飞行器金属测压毛细管的激光焊接方法，其特征在于：制作所述测压毛细管的材料为不锈钢高温合金时，所述脉冲激光焊接的参数包括：A.测压毛细管的壁厚为0.2mm≤t＜0.3mm，激光峰值功率P＝300W～450W，脉冲频率f＝80～100Hz，占空比PWM＝10％～20％，焊接速度v＝0.5～0.8m/min，光斑直径d为0.05-0.2mm，离焦量ΔF＝－0.2mm～+0.2mm；B.测压毛细管的壁厚为0.3mm≤t＜0.4mm，激光峰值功率P＝400W～550W，脉冲频率f＝60～100Hz，占空比PWM＝10％～25％，焊接速度v＝0.5～0.8m/min，光斑直径d为0.05-0.3mm，离焦量ΔF＝－0.3mm～+0.3mm；C.测压毛细管的壁厚为0.4mm≤t＜0.5mm，激光峰值功率P＝450W～6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维新，万佩，刘巨锋，付兴柏，张书香，杜利，丁永宏，
申请(专利权)人：湖北三江航天红阳机电有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42