Ti75钛合金激光焊接性能与工艺

发布时间：2021-08-20 06:16

　　针对3 mm厚的Ti75钛合金,采用10 kW的连续光纤激光器对材料进行搭接试验,研究不同工艺参数对焊缝成形的影响规律。通过调节两板间的预留间隙、激光功率、焊接速度以及离焦量来分析焊缝的氧化程度、下塌量、气孔状况和抗拉强度。最后基于焊缝的氧化程度、下榻量、气孔状况和抗拉强度评价焊接接头质量。结果表明,搭接间隙在0.1～0.15 mm,激光功率在3 000～3 100 W、焊接速度在0.04～0.045 m/s,离焦量在-1～1 mm的工艺参数下,试件氧化程度较低且焊缝成形连续美观,气孔率较低,此时的抗拉强度保持在720 MPa以上。通过调整激光功率、焊接速度和离焦量等激光焊工艺参数,可以对焊缝成形进行有效控制,提高焊接接头质量。 

【文章来源】：应用激光. 2020,40(02)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

激光焊接系统

图2 0mm、0.15mm、0.20mm和0.25mm间隙的接头形貌根据图3可看出,当搭接间隙为0时,大量的钛蒸气从板外侧逃逸,蒸气带着融化的液体飞出,造成飞溅。伴随着预留间隙的逐渐增加,焊缝的下榻量逐渐增加。当搭接间隙为0.10～0.15 mm时,焊缝连续美观,无气孔缺陷。预留间隙超过0.20 mm以上得到的焊缝下榻量较大,结果不理想。分析可得预留间隙为0.10～0.15 mm成形较好,故以下实验采用的搭接间隙为0.10 mm。

激光功率是焊接过程中的关键因素,功率的大小决定着对钛板热输入量的大小,从而影响焊接接头的质量。实验中,控制焊接速度为0.04 m/s、离焦量设置为0 mm、预留间隙设置为0.10 mm,激光功率2 700～3 300 W,进行五组试验,得到焊接接头的下塌量测试如图4所示。结果显示,功率从2 700 W到3 100 W时,焊缝形状逐渐完善,飞溅和气孔逐渐减少。当焊接功率为2 700 W时,由于输出能量较少,不能将试件连续焊透;2 900～3 100 W时焊缝形状最好,试件均匀焊透且气孔缺陷较少;当功率达3 300 W时,焊缝出现不完整且焊缝较窄,下榻量变大,成形较差,且焊缝呈现出蓝色。


本文编号：3352978