一种大间距双侧锁底结构高效率激光焊接加工方法技术

本发明专利技术提供的一种大间距双侧锁底结构高效率激光焊接加工方法，包括以下步骤：测量待焊双侧锁底结构的两侧待焊连接缝的典型尺寸和特征轨迹；根据得到的典型尺寸和特征轨迹设定摆动激光复合功率调制焊接方法的工艺参数；根据设定的工艺参数对待焊大间距双侧锁底结构进行焊接加工；本发明专利技术通过一次焊接可以得到两条焊缝以实现大间距双侧锁底结构的激光焊接加工，减少了焊接次数，提高了焊接与生产效率；此高效率焊接加工方法对结构部件焊接加工成本的降低和关键产品的快速交付具有重要的经济价值和工程意义。经济价值和工程意义。

【技术实现步骤摘要】
一种大间距双侧锁底结构高效率激光焊接加工方法


[0001]本专利技术属于材料焊接领域，具体涉及一种大间距双侧锁底结构高效率激光焊接加工方法。

技术介绍

[0002]焊接加工是结构工程领域常用的连接方式，在保证焊接质量的前提下，如何提高焊接加工效率、进而降低焊接成本或缩短产品交付周期是实际生产最为关注的问题。双侧锁底结构是一种常用的焊接连接结构，广泛应用在航天航空等领域。针对大间距双侧锁底结构而言，一般可采用TIG焊分别加工两侧的锁底部分，先后两次焊接完成加工，但总体而言TIG焊本身焊接效率低，加之两次加工工序长，整体加工效率低。随着高能束焊如激光焊的引入，因激光能量密度高，可在较大焊接速度下实现焊接，因而加工效率有所提升。然而，如还采用先后两次激光焊接加工，其工序仍相对繁琐且耗时。因此，如果能一次实现大间距双侧锁底结构的激光焊接加工，显而易见将会极大地提高生产效率，这对结构部件成本的降低和关键产品的快速交付具有重要的经济价值和工程意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种大间距双侧锁底结构高效率激光焊接加工方法，解决了现有技术中双侧锁底结构焊接加工效率低的问题。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]本专利技术提供的一种大间距双侧锁底结构高效率激光焊接加工方法，包括以下步骤：
[0006]测量待焊双侧锁底结构的两侧待焊连接缝的典型尺寸和特征轨迹；
[0007]根据得到的典型尺寸和特征轨迹设定摆动激光复合功率调制焊接方法的工艺参数；
[0008]根据设定的工艺参数对待焊大间距双侧锁底结构进行焊接加工。
[0009]优选地，所述典型尺寸包括两侧待焊连接缝之间的间距和两侧待焊连接缝深度；所述特征轨迹为两侧待焊连接缝的轨迹。
[0010]优选地，根据得到的典型尺寸和特征轨迹设定摆动激光复合功率调制焊接方法的工艺参数，具体方法是：
[0011]根据特征轨迹设定工艺参数中的加工路径轨迹；
[0012]根据典型尺寸中的两侧待焊连接缝之间的间距设定工艺参数中的加工摆动方向；
[0013]根据典型尺寸中的两侧待焊连接缝的深度设定工艺参数中的激光功率。
[0014]优选地，所述加工路径轨迹为两侧待焊连接缝之间的中心线轨迹。
[0015]优选地，所述加工摆动方向为横向摆动，且该摆动方向垂直于待焊连接缝的路径轨迹。
[0016]优选地，基于一侧待焊连接缝深度H1，设定该侧激光功率P1，其中，P1小于等于2
×
(H1+1)kW；基于另一侧待焊连接缝深度H2，设定该侧激光功率P2，其中，P2小于等于2
×
(H2+1)kW。
[0017]优选地，采用摆动激光复合功率调制焊接方法对待焊大间距双侧锁底结构进行焊接加工，具体方法是：
[0018]摆动从中心线轨迹开始时，激光输出功率为较低值P3；当摆到靠近一侧待焊连接缝时，调整激光功率到较大值P1；
[0019]从一侧待焊连接缝摆动至另一侧待焊连接缝，且靠近中心线轨迹处时，调整激光功率到较低值P3；
[0020]当摆动到靠近另一侧待焊连接缝时，调整激光功率到较大值P2。
[0021]优选地，摆动激光复合功率调制焊接方法的工艺参数具体是：
[0022]激光功率范围为0
‑
25kW，焊接速度范围为0
‑
10m/min，摆动幅度范围为0
‑
20mm，摆动频率范围为0
‑
500Hz。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]本专利技术提供的一种大间距双侧锁底结构高效率激光焊接加工方法，相比于传统TIG焊和非摆动激光焊两次先后加工而言，在摆动激光复合功率调制的焊接方式下，通过一次纵向行进可以得到两条焊缝，实现了大间距双侧锁底结构的激光焊接加工，提高了生产效率，此高效率激光焊接加工方法对结构部件焊接加工成本的降低和关键产品的快速交付具有重要的经济价值和工程意义。附图说明
[0025]图1为本专利技术中大间距双侧锁底结构典型尺寸示意图(横截面图)；
[0026]图2为本专利技术中大间距双侧锁底结构特征轨迹示意图(俯视图)；
[0027]图3为本专利技术中的激光摆动方向和范围示意图；
[0028]图4为本专利技术中的摆动激光复合功率调制方案的功率示意图；
[0029]图5为本专利技术中采用摆动激光复合功率调制制备的焊缝示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细描述：
[0031]如图1至图5所示，本专利技术所述的一种大间距双侧锁底结构高效率激光焊接加工方法，其包括以下步骤：
[0032]步骤1，测量和界定大间距双侧锁底结构的典型尺寸和特征轨迹，确定两侧待焊连接缝间距D、两侧待焊连接缝深度H1和H2共3个典型尺寸，以及两侧待焊连接缝轨迹l1和l2共2个特征轨迹。
[0033]步骤2，对待焊双侧锁底结构的两侧待焊连接缝横截面及其上下表面各10mm的周边区域进行打磨、清洗和干燥处理，得到处理后的待焊锁底结构以备焊接；
[0034]步骤3，基于两侧待焊连接缝轨迹l1和l2，将两侧待焊连接缝之间的中心线轨迹作为焊接加工纵向行进方向的路径轨迹，并借助机器人或运动平台等操控实现；
[0035]步骤4，基于两侧待焊连接缝间距D，设定焊接加工摆动方向和范围，其中，设定焊接摆动方向为横向摆动，且该摆动方向垂直于待焊连接缝的路径轨迹，通过摆动焊接头或振镜等操控实现；所述焊接加工摆动范围大于等于D+0.5mm；
[0036]步骤5，基于一侧待焊连接缝深度H1，设定该侧激光功率P1，其中，P1小于等于2
×
(H1+1)kW；基于另一侧待焊连接缝深度H2，设定该侧激光功率P2，其中，P2小于等于2
×
(H2+1)kW；
[0037]步骤6，采用横向摆动激光并匹配功率调制的方案对大间距双侧锁底结构进行焊接加工，确保两侧待焊连接缝各自的功率需求，同时尽可能减小两侧待焊连接缝之间中心局部区域的功率。
[0038]步骤7，焊接过程中，可采用点固或工装来定位或限位以抑制双侧锁底结构的焊接变形；焊接结束后，可借助热处理或振动时效等手段来消除双侧锁底结构的焊接残余应力。
[0039]具体地：
[0040]步骤1中，根据本专利技术的焊接流程，首先对大间距双侧锁底结构的典型尺寸和特征轨迹进行测量和界定，确定双侧锁底结构两侧待焊连接缝间距D(如图1)、两侧待焊连接缝深度H1和H2(如图1)，两侧待焊连接缝轨迹l1和l2(如图2)。
[0041]步骤2中，对焊接前的双侧焊锁底结构两侧待焊连缝横截面及其上下表面的区域依次使用400、1000、1500、2000、2500和3000目砂纸进行打磨，之后进行清洗和烘干以备后续使用。
[0042]步骤3中，根据双侧锁底结构两侧待焊连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大间距双侧锁底结构高效率激光焊接加工方法，其特征在于，包括以下步骤：测量待焊双侧锁底结构的两侧待焊连接缝的典型尺寸和特征轨迹；根据得到的典型尺寸和特征轨迹设定摆动激光复合功率调制焊接方法的工艺参数；根据设定的工艺参数对待焊大间距双侧锁底结构进行焊接加工。2.根据权利要求1所述的一种大间距双侧锁底结构高效率激光焊接加工方法，其特征在于，所述典型尺寸包括两侧待焊连接缝之间的间距和两侧待焊连接缝深度；所述特征轨迹为两侧待焊连接缝的轨迹。3.根据权利要求1所述的一种大间距双侧锁底结构高效率激光焊接加工方法，其特征在于，根据得到的典型尺寸和特征轨迹设定摆动激光复合功率调制焊接方法的工艺参数，具体方法是：根据特征轨迹设定工艺参数中的加工路径轨迹；根据典型尺寸中的两侧待焊连接缝之间的间距设定工艺参数中的加工摆动方向；根据典型尺寸中的两侧待焊连接缝的深度设定工艺参数中的激光功率。4.根据权利要求3所述的一种大间距双侧锁底结构高效率激光焊接加工方法，其特征在于，所述加工路径轨迹为两侧待焊连接缝之间的中心线轨迹。5.根据权利要求3所述的一种大间距双侧锁底结构高效率激光焊接加工方法，其特征在于，所述加工摆动方向为横向摆动，且该摆动方向垂直于待焊连接缝的路径轨迹。6.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏，王凯，卢冰，刘军，李双吉，何增水，毛冬远，
申请(专利权)人：西安航天发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：