一种基于激光超声的双光束激光焊接方法，其包括如下步骤：1）调整主热源激光和脉冲振荡激光的相对位置，使得脉冲振荡激光束能量作用于熔池尾部区域；2）设定主热源激光束与脉冲振荡激光束能量的协同工作模式；3）设定脉冲振荡激光束作用模式；4）启动焊接程序，热源激光器和脉冲振荡激光器工作，出射主热源激光束和特定参数的脉冲振荡激光束，开始焊接；5）焊接结束时，先关停脉冲振荡激光束出射，再关停主热源激光束，延迟停止保护气，结束全部焊接流程。其能够通过脉冲振荡激光束激励产生熔池超声能场，从而提高焊缝的结构致密度，提高熔池中的异质形核率，促进均匀形核，使熔池凝固过程晶粒生长得以显著细化。