针对nd：yag激光器焊接钛合金薄板的工艺研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com丝量墅竺丝⋯工应用专题r蜉掳Nd：YAG激光器焊接钛合金薄板的工艺研究西安交通大学材料科学与工程学~(710049)高晓龙刘晶张林杰张建勋摘要用Nd：YAG脉冲激光作为焊接热源，对TC4钛合金试板进行了平板堆焊试验，研究了激光焊接工艺参数对焊缝成形的影响。试验结果表明，激光焊接电流和脉冲宽度是影响激光焊接模式的主要因素，在低电流和小的脉冲宽度下，易出现匙孔未穿透型焊接，形成V形焊缝；增大激光焊接电流与脉冲宽度时，焊接模式由匙孔未穿透向匙孔穿透型转变，形成x形焊

2、缝。脉冲激光焊接的参数需要合理的匹配，才能获得好的稳定的焊接过程。关键词：钛合金脉冲激光焊匙子L未穿透匙孔穿透型中图分类号：TG456．70前言1试验材料及试验方法由于钛合金具有小的密度、比刚度高、耐腐蚀性试验材料为TC4(Ti一6A1—4V)，化学成分见表1。好以及其良好的的综合力学性能，在航空航天、石油激光焊接设备是JHM一1GXY一400X型具有自动控制化工等行业得到广泛的应用-2]。焊接钛合金板材系统的YAG激光器。激光波长为1．06m，最大输出传统的方法是氩弧焊或等离子弧焊，工艺成熟。

3、但针功率为400W，激光输出最大脉冲能量为100J，脉冲频对钛合金薄板，传统的焊接方法，焊缝成形不理想，变率1～50Hz，脉冲宽度0．2—20ms。形较大，达不到使用要求I4J。脉冲激光焊接能精确焊前进行试板除油、酸洗处理(25％的HNO+3％地控制热输人，并且激光焊接的焊缝成形美观、变形HF+72％H0)，清水冲洗并烘干后的试板表面清洁干小，比较适合于钛合金薄板的激光焊接。但是，脉冲激净，必须在24h内施焊，否则重新处理试板。在120光焊接的焊接参数较多，有焊接电流、脉冲宽度、脉冲mmx30m

4、mx0．8mm平板上进行单道扫描堆焊。研频率、离焦量、焊接速度等，因此焊接参数的调试比较究激光焊接工艺参数对焊缝表面形貌的影响。在笔者复杂。文中利用Nd：YAG脉冲激光器对0．8mmTC4的焊接试验中，发现离焦量Af=一2mm时，焊缝成形薄板进行平板堆焊试验，研究激光工艺参数变化对焊较好，表面飞溅较少。因此，整个试验过程中，离焦量缝形貌的影响。均保持为Af=一2mm。表1TO4钛合金化学成分(质量分数，％)穿透型，此时焊缝的横截面形状表现为“x”形，即焊缝2试验结果及分析的上表面最宽，下表面次之

5、，焊缝中部最窄；当匙孔未2．1激光焊接熔透模式的转变机理穿透工件背面时，激光深熔焊接的熔透模式为匙孔未在激光焊接过程中，根据匙孔是否穿透工件的背穿透型，此时焊缝的截面形状为“V”形，即焊缝的上表面，可将焊缝全熔透的激光深熔焊接分为两种熔透的面最宽，下表面最窄。模式：匙孔未穿透型熔透模式和匙孔穿透型熔透模如图1所示，对于一定厚度的工件，随着热输入的式。当匙孔从工件背面穿透时，熔透的模式为匙孔增加，匙孔不断地向深度方向扩展。在匙孔的下方，由于热传导的作用所产生的一定厚度的熔池也会相应的收稿日期：20

6、13—11—27基金项目：国家自然科学基金(51375370和51275391)；陕西省自然科学向深度方向扩展，直至其整个工件的熔透；继续增加激基金(2011JM6008)光的热输入，匙孔继续向熔池下方扩展，最终导致匙孔2014年第2期19学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com