双光束激光焊接技术研究现状及应用

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1、现状及应用ResearchStatusandApplicationofDualBeamLaserWeldingTechnology上海航天精密机械研究所上海航天技术研究院赵耀邦博士。2012年就职于上海航天精密机械研究所。现任上海航天精密机械研究所技术研发中心激光加工专业副主任研究师，高级工程师。作为技术负责人或主要技术人员参与了国家重大科技专项．总装探索一代等多项激光加工装备及工艺研究项目。因激光焊的激光束光斑直径小，可精确控制焊接热输入，焊接线能量小，因此激光焊接变形和残余应力均很小，同时焊接热影响区窄、焊缝金属晶粒粗化倾向小。对于钣金成形的薄壁

2、结构件来说，由于成形精度难以控制，焊接装配间隙较大，且存在一定的错边，同90航空制造技术·2015年第23／24期赵耀邦成群林李中权王玉平阐述了双光束激光焊接技术特点及研究现状，对钛合金双光束激光焊接工艺进行研究，采用双光束激光焊能增强激光焊接的工艺适应性，减少焊接缺陷，焊接过程更加稳定。试验研究表明。钛合金双光束激光焊焊缝成形良好，钛合金双光束激光焊接头强度与母材相当。采用双光束激光焊接某钛合金薄壁结构件，满足设计要求的焊缝质量标准要求oDOI：10．16080／j．issnl671．833x．2015．23／24．090时钛合金、铝合金激光焊的气

3、孔倾向较大，给激光焊接技术在薄壁结构件的应用带来了困难。为解决常规单光束激光焊存在的局限陛，将单光束激光分离成两束激光，通过改变两束激光能量配比、光束间距、排布方式，对激光焊接温度场、流动场进行方便、灵活调节，改变匙孔的存在模式与熔池的流动方式，提高单激光焊的工艺适应性，为激光焊接工艺提供更加广阔的选择空间。双光束激光焊接不仅拥有激光焊残余应力变形小、接头质量好等优点，且能较好解决常规激光焊接间隙适应性差、气孔倾向大、合金元素烧损严重等问题【1】。TIG焊、激光焊、双光束激光焊3种焊接工艺在焊接残余应力和变形、焊缝和热影响区宽度、间隙和错边适应性、气

4、孔倾向、合金元素烧损和挥发等方面的比较如表1所示。可看出双光束激光焊既保留了一般激光焊的优点，又克服了其固有缺陷。由此可见，双光束激光焊技术是实现薄壁结构件优质化、高适应性焊接的重要技术途径。双光束激光焊接技术发展现状1双光束激光焊接机理研究双光束激光基础研究的重点集中在单光束与双光束对比下的温度结论(1)双光束激光焊随着两光斑间距的增加，由单个匙孔变为两个匙孔；双光束激光焊光致等离子体较单激光焊更加稳定。(2)双光束激光焊接在国外航天及其他工业领域已有一定程度的应用。(3)双光束激光焊接焊缝以及热影响区宽度均远小于TIG焊，纵向挠曲变形和横向角变形

5、均小于TIG焊。(4)钛合金双光束激光焊接头强度与母材相当。(5)采用双光束激光焊接钛合金薄壁结构件，达到设计指标，且无需焊后矫形。参考文献[1]1陈彦宾．现代激光焊接技术．北京：科学出版社，2005．[2】ZHOUJ．Modelingthetransportphenomenainmoving3-Ddualbeamlaserkeyholewelding．ASMESummerHeatTransferConference．NewYork，2005．[3】BLACKBURNJE，ALLENCM，HIIJl．0NPA．eta1．DualfocusND：YAG

6、laserweldingoftitaniumalloys／／Procedingsof36thInternationalMATADORConference．London，2010．【4]VANROOYENC，BURGERHP，KAZADIP，eta1．ComparisonofC02andNd：YAGlaserweldingofgrade250maragingsteel．IIWDoe．Wien，2006．【5】董智军，吕涛，雷正龙，等．激光焊接TC4钛合金组织性能研究．航天制造技术，2013(1)：27-30．(责编古京)(上接第89页)114．【6】李

7、亚江，刘坤．钛合金在航空领域的应用及其先进连接技术．航空制造技术。2015，486(16)：34-37．[7】季亚娟，张田仓，李晓红．TCII／TCl7钦合金线性摩擦焊接头组织与性能．航空制造技术，2013(8)：66—69．[8】李晓延，巩水利，关桥，等．大厚度钛合金结构电子束焊接制造基础研究．焊接学报，2010，31(2)：107一112．【9】芦伟，巩水利，马旭颐，等．双光束激光焊钛合金T形接头的组织特征与力学性能．航空制造技术，2015(17)：104—106．[10】BOYERRR，BRIGGSRD．TheuseofBtitaniumall

8、oysintheaerospaceindustry．JournalofMaterialsEngineerin