針對(duì)3 mm厚的Ti75鈦合金,采用10 kW的連續(xù)光纖激光器對(duì)材料進(jìn)行搭接試驗(yàn),研究不同工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響規(guī)律。通過調(diào)節(jié)兩板間的預(yù)留間隙、激光功率、焊接速度以及離焦量來(lái)分析焊縫的氧化程度、下塌量、氣孔狀況和抗拉強(qiáng)度。最后基于焊縫的氧化程度、下榻量、氣孔狀況和抗拉強(qiáng)度評(píng)價(jià)焊接接頭質(zhì)量。結(jié)果表明,搭接間隙在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,離焦量在-1～1 mm的工藝參數(shù)下,試件氧化程度較低且焊縫成形連續(xù)美觀,氣孔率較低,此時(shí)的抗拉強(qiáng)度保持在720 MPa以上。通過調(diào)整激光功率、焊接速度和離焦量等激光焊工藝參數(shù),可以對(duì)焊縫成形進(jìn)行有效控制,提高焊接接頭質(zhì)量。 

【文章來(lái)源】：應(yīng)用激光. 2020,40(02)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

激光焊接系統(tǒng)

圖2 0mm、0.15mm、0.20mm和0.25mm間隙的接頭形貌根據(jù)圖3可看出,當(dāng)搭接間隙為0時(shí),大量的鈦蒸氣從板外側(cè)逃逸,蒸氣帶著融化的液體飛出,造成飛濺。伴隨著預(yù)留間隙的逐漸增加,焊縫的下榻量逐漸增加。當(dāng)搭接間隙為0.10～0.15 mm時(shí),焊縫連續(xù)美觀,無(wú)氣孔缺陷。預(yù)留間隙超過0.20 mm以上得到的焊縫下榻量較大,結(jié)果不理想。分析可得預(yù)留間隙為0.10～0.15 mm成形較好,故以下實(shí)驗(yàn)采用的搭接間隙為0.10 mm。

激光功率是焊接過程中的關(guān)鍵因素,功率的大小決定著對(duì)鈦板熱輸入量的大小,從而影響焊接接頭的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)中,控制焊接速度為0.04 m/s、離焦量設(shè)置為0 mm、預(yù)留間隙設(shè)置為0.10 mm,激光功率2 700～3 300 W,進(jìn)行五組試驗(yàn),得到焊接接頭的下塌量測(cè)試如圖4所示。結(jié)果顯示,功率從2 700 W到3 100 W時(shí),焊縫形狀逐漸完善,飛濺和氣孔逐漸減少。當(dāng)焊接功率為2 700 W時(shí),由于輸出能量較少,不能將試件連續(xù)焊透;2 900～3 100 W時(shí)焊縫形狀最好,試件均勻焊透且氣孔缺陷較少;當(dāng)功率達(dá)3 300 W時(shí),焊縫出現(xiàn)不完整且焊縫較窄,下榻量變大,成形較差,且焊縫呈現(xiàn)出藍(lán)色。


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