申請發明專(zhuan) 利21項，其中11項已獲授權，獲得航天三江科技成果獎2項，編寫(xie) 國防科技報告9篇，激光焊接領域國家標準1項、航天行業(ye) 標準1項、航天三江標準2項，QC成果獲國優(you) 、省優(you) 各1項，五小成果獎20餘(yu) 項，這是近三年航天三江紅陽公司激光焊接攻關(guan) 團隊交出的答卷。

2012年，紅陽公司與(yu) 某國家重點實驗室合作研發激光機器人焊接係統，正式踏足激光焊接領域。到如今也才過去6年，紅陽公司已經成長為(wei) 擁有激光焊接、切割、增材製造設備，以及先進焊接技術湖北省重點實驗室研發平台和全國示範院士專(zhuan) 家工作站的高新技術企業(ye) 。

讓“高不可攀”變成“唾手可得”

隨著型號發展，高溫合金、高溫鈦合金、超高強度鋼等高強、耐熱材料在型號產(chan) 品中使用量逐年增多，傳(chuan) 統的焊接方法局限性日益凸顯。“一定要完全掌握激光焊接這項新型技術”這既是公司領導的要求，也是公司適應時代發展轉型升級必將啃下的“硬骨頭”。

近三年來，公司技術攻關(guan) 團隊開展多項特種異性材料的激光焊接工藝研究，實現了母材的等強連接，與(yu) 母材相比焊縫室溫強度、塑性不降低，高溫強度不降低，焊接質量達到I級焊縫質量要求，相應產(chan) 品通過靜力試驗、熱力試驗以及飛行驗證實驗考核。

在特種異種材料激光焊接領域，最怕出現的問題就是不同的合金元素互熔造成沉澱析出。但難關(guan) 是躲不過去的，隻有攻克它才能掌握這項技術。項目攻關(guan) 團隊在技術負責人王維新的帶領下，經過近五十天連夜奮戰，經過焊縫強度、塑性、微觀組織/斷口SEM形貌等一係列檢測分析，充分論證了異種鈦合金材料的可焊性和焊接穩定性，相應型號產(chan) 品通過飛行試驗驗證考核，在國內(nei) 首次實現了高溫鈦合金與(yu) 常規鈦合金材料體(ti) 係在蒙皮骨架舵翼產(chan) 品上的工程化應用。

 公司激光技術攻關(guan) 團隊中“心高氣傲”的小夥(huo) 子們(men) 才不會(hui) 滿足於(yu) 掌握技術，降本增效、工藝優(you) 化才是他們(men) 的目標。通過異種材料激光焊接工藝研究，公司成功地實現了低成本材料在關(guan) 鍵結構上的替換使用，為(wei) 型號產(chan) 品提供了一種低成本製造方法，在保證表麵耐熱和結構承力雙重要求的同時減少了高溫鈦合金用量，累計節約製造成本40%以上，也為(wei) 設計人員在高溫服役環境下的輕量化結構設計提供了更廣闊的設計空間，工藝研究過程對更多異種材料體(ti) 係焊接具有較好的指導意義(yi) 。曾經顯得“高不可攀”的特種、異種的高溫合金焊接，在激光焊接技術支持下變得“唾手可得”。

讓“輕如鴻毛”變成“穩如泰山”

航天產(chan) 品的大型化必然導致產(chan) 品結構輕量化，其中典型代表就是柵格舵。柵格舵與(yu) 以往傳(chuan) 統笨重的單翼麵相比，有升力效率高、氣動阻尼大、氣動特性好等優(you) 點，極大節省了產(chan) 品的有效載荷，2016年，航天三江在國內(nei) 率先提出將柵格舵控製技術用於(yu) 應急空間飛行器型號中。

 紅陽公司承接了此型號大尺寸柵格舵組件的研製，當時世界上隻有俄羅斯有能力使用激光焊接柵格舵。作為(wei) 國內(nei) 第一個(ge) “吃螃蟹”的人，將“輕如鴻毛”的柵格焊接成“穩如泰山”的結構舵難度是巨大的，公司領導對項目組的要求隻有八個(ge) 字“敢想敢做、敢作敢當”。

針對柵格舵的結構特點，項目組創造性地提出了柵格片之間的“X”型插接、“L”型對接以及“V”型搭接的焊接結構設計方案，設計了適應激光焊接的定位焊、連續焊以及去應力退火等高精度約束工裝，攻克了焊接變形與(yu) 焊縫質量控製等一係列關(guan) 鍵技術，在國內(nei) 首次實現了複雜網狀薄壁柵格舵組件的激光焊接。

知其然還要知其所以然，刨根問底的“倔脾氣”是項目組成員的“通病”。項目組通過大量實驗，首次研究證實了近間距大厚度焊接熔池下塌的缺陷機理，在充分考慮了激光焊接工藝參數以及激光束對縫偏差等因素的前提下，通過改進接頭形式和增加小功率激光連續出光定位焊接等措施，徹底解決(jue) 了柵格舵關(guan) 鍵承力接頭激光焊接存在的技術難題。精益求精，不給自己設定“上限”是項目成員的共識。公司全麵係統的提出了薄壁網狀結構的焊接變形控製措施，通過焊接仿真模擬分析，采取控製裝配精度、優(you) 化焊接順序等手段，減小了結構變形與(yu) 內(nei) 應力，焊接產(chan) 品的整體(ti) 性能優(you) 於(yu) 設計要求，變形控製到達國內(nei) 領先水平。

 經過近2年的技術研究，形成了一係列創新性成果，填補了國內(nei) 工作環境惡劣、承力要求高的柵格舵翼激光焊接製造關(guan) 鍵技術空白。此型號柵格舵組件產(chan) 品順利通過了靜力試驗、風洞試驗和飛行試驗考核，在已成功發射2次的“快舟”係列固體(ti) 運載火箭上就有它的身影。   

讓“盲人摸象”變成“一覽無餘(yu) ”

智能化、自動化是現代製造行業(ye) 發展的必然趨勢，各類仿真軟件在生產(chan) 製造中也扮演著愈來愈重要的作用。一些以前忽視的應力集中點在工藝仿真下變得“一覽無餘(yu) ”，通過預判可能出現的焊接缺陷，對焊接工藝提供了大量有效指導。用一款仿真軟件還不放心，項目組成員找來多款仿真軟件輪番上陣，力求無死角，大大減少了實驗次數、縮短了研製周期，降低了研製費用。

今年協外項目中航空無人機采用鈦合金框梁結構，外形尺寸大、結構複雜、載荷與(yu) 疲勞壽命要求極高，鑄造工藝難以實現，分體(ti) 件增材製造加激光焊接成形方案成為(wei) 了不二選擇。3D打印鈦合金典型艙段可拆分為(wei) 57項零件，焊縫數量有760多條，要求成形精度不大於(yu) 2mm，焊接變形控製難度非常大。公司項目攻關(guan) 團隊並沒有望而生畏，決(jue) 定拋棄傳(chuan) 統的實物試驗與(yu) 檢測分析，以產(chan) 品三維模型與(yu) 相應的工藝手段為(wei) 基礎，對產(chan) 品接頭形式、焊接參數、焊接次序、工裝約束等開展仿真模擬計算，預先評判工藝方案的可行性，保證以最佳工藝方案進行產(chan) 品試驗件的試製。產(chan) 品最終成形精度控製在0.8mm以內(nei) ，承載性能通過試驗考核，在國內(nei) 首次實現了鈦合金3D打印材料激光焊接工藝在航空無人機主承力結構上的應用，典型艙段激光焊接質量與(yu) 成形度獲得客戶好評。

今年某型號產(chan) 品中防塵擋圈采用0.3mm錫青銅薄板進行成形，麵對隻有三張紙厚的錫青銅，傳(chuan) 統的電阻焊、儲(chu) 能點焊、銅銀釺焊等紛紛敗下陣來，熔核強度過低或焊接變形過大的問題始終未能解決(jue) ，激光焊接技術項目組挺身而出，扮演起了“救火隊長”的角色。針對薄如紙片的特種材料，項目組采取一係列工藝仿真優(you) 化措施實施後，試焊產(chan) 品經過X射線檢測與(yu) 力學性能檢測，焊接質量滿足I級焊縫要求，並且產(chan) 品焊接變形量可控，最終產(chan) 品順利交付。

既要埋頭幹事，也要抬頭看路，今年，公司開創性地提出以機器視覺為(wei) 核心的智能焊接生產(chan) 技術，以新思維新技術大力解決(jue) 激光焊接中的“老大難”。該視覺係統采用結構光技術來獲取焊接對象的三維形狀及位置信息，同時結合高動態範圍成像技術來消除金屬構件表麵的高光反射率造成的“高亮”現象，實現對焊縫坐標位置的快速識別及離線編程，同時做到對焊接過程的在線監測及動態跟蹤補償(chang) ，解決(jue) 弱剛性構件因焊接變形導致預設軌跡偏差問題。目前，基於(yu) 機器視覺的智能焊接技術研究工作已經啟動，預計到2019年可實現原理樣機的研製。

今年十月底，從(cong) 全國焊接標準化技術委員會(hui) 第七屆三次會(hui) 議上傳(chuan) 來喜訊，公司編製的國家標準《高溫鈦合金激光焊接技術要求》順利通過審查，在激光焊接的領域，紅陽人一直在大步向前。