一种主动热防护结构激光搭接接头结合面有效熔宽实现连续调控的激光焊接工艺制造技术

一种主动热防护结构激光搭接接头结合面有效熔宽实现连续调控的激光焊接工艺，属于激光焊接制造领域。针对主动热防护构件焊缝密集、筋宽连续变化的结构特点和构件各位置工作温度不同的服役特点，基于筋宽和工作温度对搭接焊缝结合面宽度尺寸的要求，在焊接过程中，通过对激光功率、焊接速率和离焦量进行组合调控，实现同一条焊缝中结合面有效熔宽连续变化。该焊接工艺在接头质量满足构件对焊缝高温热强度(有效熔宽)的基础上，可有效降低总体焊接热输入及焊缝面积，进而大幅度降低构件残余应力，减小焊缝裂纹倾向、焊接变形及尺寸失稳等缺陷，提高主动热防护构件激光焊接制造质量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种主动热防护结构激光搭接接头结合面有效熔宽实现连续调控的激光焊接工艺


[0001]本专利技术涉及一种主动热防护结构激光搭接接头结合面有效熔宽连续调控的激光焊接工艺。在焊接过程中，通过激光功率、焊接速率和离焦量的组合调控，实现同一条搭接焊缝中结合面有效熔宽连续变化，适用于主动热防护构件的激光焊接制造，属于激光焊接制造领域。

技术介绍

[0002]高超声速飞行器是现代飞行器发展的主要趋势，是获得未来军事优势和国防安全的重要保障。众所周知，发动机是航天飞行器的核心部件。当飞行器以大于Ma5速度飞行时，发动机内高温燃气在高速流动状态下，导致发动机燃烧室壁面热流密度高达10～20MW/m2，温度高达3500K。所以，有效的热防护技术是保证发动机结构长时间稳定工作的必要措施。该技术通过制造具有精密复杂密集内流道的主动热防护结构，利用在流道内高速流动的燃料对结构进行冷却，同时实现燃料的预热，有效地对构件进行冷却，满足长时间高热负荷的工作需求。
[0003]目前，采用激光焊接工艺实现蒙皮和加工有密集流道的基体之间的焊接，已经被证实为有效的主动热防护构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动热防护结构激光搭接接头结合面有效熔宽实现连续调控的激光焊接工艺，其特征在于，主动热防护结构，主要有基体(2)和基体(2)表面匹配的蒙皮(3)，基体(2)表面加工密集槽道(5)，相邻两槽道(5)之间称为筋(1)，通过密集焊缝(4)将基体(2)和蒙皮(3)连接，焊缝(4)位于筋(1)的中心位置；所述的有效熔宽实现连续调控：筋(1)的宽度沿筋(1)的长度方向是逐渐连续变宽的，筋(1)上的焊缝(4)的有效熔宽也随着筋(1)的宽度逐渐连续变宽；针对主动热防护构件筋宽渐变的结构特点和同一条筋上同一条焊缝连续变化的工艺要求，需要对不同筋宽尺寸综合调节激光功率、焊接速度和离焦量参数，实现三者焊接过程中的动态变化，以达到焊缝每处结合面有效熔宽与该处筋宽尺寸的良好匹配。2.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于，激光焊接工艺参数中焊接速度和离焦量的调控采用向机床CNC系统输入编写的焊接程序实现，激光功率的调控通过在CNC程序中导入激光功率随时间变化的曲线实现；进而获取同一焊缝结合面有效熔宽的连续变化。3.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：首先通过激光平板扫描预实验，获取各激光焊接工艺参数下对应的焊缝结合面有效熔宽和熔深的基本数据组；然后根据筋宽尺寸的变化及结合面有效熔宽尺寸要求，从数据组中选择与上述要求良好匹配的激光焊接工艺参数设定为特殊节点工艺参数；根据结合面有效熔宽随激光功率的增加而增加、随焊接速度的增加而增加、随正离焦量的增加而增加的规律，在每两个特殊节点之间插入一个缓冲节点，以提高两特殊节点之间焊缝结合面有效熔宽尺寸的连续性；该缓冲节点的工艺参数参考其前后两个特殊节点的工艺参数，并单一改变激光功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：武强，祁百鑫，张桐，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：