“突破钛合金智能激光焊接等关键技术，达到国内领先水平，形成超轻质贮箱、复杂高强航天结构件研制能力，支撑小重型运载火箭、返回式运载火箭、高速飞行器等重点型号研制。”在航天科技集团八院800所2018年年初召开的技术创新大会上，所长李同顺铿锵有力地抛出了核心工程技术方向2025年的建设目标。

近日，800所采用激光焊接技术成功研制出了国内最大的钛合金栅格舵，朝着“2025年建设目标”迈进了重要的一步，使该所成功地在钛合金研制领域打开了一个突破口。

航空航天领域大有可为

从20世纪开始，钛合金就一直被作为潜在的轻质结构材料进行研究。密度小、比强度高、耐腐蚀、耐高温、无磁、焊接性能好等优异综合性能使钛在国民经济中成为继钢、铝之后的第三金属，钛合金在航空航天等领域产品中大展拳脚。

据800所钛合金应用技术团队负责人陆丰玮介绍说，该所将钛合金钣金、焊接、热处理、铸造、机加工和喷涂等专业协调整合起来。针对钛合金复杂结构薄壁零件的加工难题，开展了钛合金加工变形控制、高效铣削、高精深长孔加工、螺纹铣削等相关技术研究；针对钛合金钣金结构成形困难的问题，自主研发了五轴滚弯机，解决了钛合金圆筒零件的滚弯成形，并结合机器人，实现了钛合金筒体纵缝和环缝自动焊接，使钛合金焊接质量迈上一个新的高度；通过对钛合金高温蠕变性质的研究，掌握了钛合金应力松弛矫形和超塑性成形技术，成功完成了筒体零件的精密矫形和钛合金电缆罩的超塑性成形。

“此次研制的栅格舵，使用的工艺方法既不同于猎鹰9使用的钛合金整体铸造成形的工艺方法，又异于国内快舟、长二F火箭使用的铝合金不锈钢焊接成形的工艺方法，而是创新性地使用了钛合金激光焊接成形的工艺方法。”800所宇航事业部栅格舵项目负责人周改超总结说。

在经历了钎焊、激光焊接、铸造后整体加工三套工艺方案反复论证后，最终激光焊接方案得到了大家的一致认可。

国内最大 全新工艺

产品的研制可以用“理想很丰满，现实很骨感”来形容：产品结构看似简单，但尺寸精度要求极高，研制过程中经过大量反复和试错，需逐步摸索；产品从零件完工开始需经过组件装配、激光焊接、整体加工、厂际协调、返所实施防热等多道工序，环环相扣，缺一不可。

研制的过程总是那么令人痛苦，任何时候回想起来都令人唏嘘。在产品研制中，遇到的最大一个难题就是舵面的制造。

“整个栅格舵由数十个个部件互相卡箍和榫接组合而成，形成数十个个网格节点，产生7种焊接厚度，焊缝数量多达几百条，为了实现每条焊缝位置和焊接姿态的可达，需要采用6轴机器人配合直线导轨和两轴变位机，同时两面人工翻转和专用装置精确装配。”800所宇航事业部主任工艺师、栅格舵项目技术负责人王业伟讲起这些如数家珍。

为了解决这个难题，研发中心激光焊接负责人胡佩佩及焊接团队成员经过多次工艺方案专题讨论，最终确定了在产品零件精度符合设计图样要求基础上，通过装配型架保证舵面装配精度，选用激光自熔焊工艺方法确保舵面整体质量的栅格舵研制工艺方案，有效解决了产品的工艺难题。

18天，近200个小时，是八院乃至国内首个钛合金栅格翼面产品研制过程的缩影。经过几十次试装的验证，当首套舵面产品从焊接设备中取出，最终通过尺寸测量后，大家脸上终于露出了满意的微笑。

除了研制效率“加速度”，800所的研制能力也在产品攻关中迈上了更高台阶：不仅仅掌握了大型钛合金栅格结构产品焊接技术、装配技术、整体机加工技术，尤为重要的是，初步固化了钛合金栅格翼面类产品研制流程，提供了同类产品的加工解决方案。（王海晶）