激光焊接機在焊接鈦合金的技術應用

鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬制成的合金金屬。鈦是20世紀50年代發(fā)展起來的一種重要的結構金屬，鈦合金強度高、耐蝕性好、耐熱性高。在熱加工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質(zhì)。還有抗磨性差，生產(chǎn)工藝復雜。下面介紹激光焊接機在焊接鈦合金的技術應用。

激光焊接機在焊接鈦合金的技術應用，在鈦管焊接中特有的尺寸上的問題很多，然而，影響焊接的主要因素是，在焊接盒上的接縫。一旦鈦板經(jīng)過成形加工準備進行焊接時，焊縫的特徵包括了：鈦板間隙、嚴重/輕微的焊接錯位、焊縫中線的變化。間隙決定了要用多少材料來形成焊池。壓力太大將導致鈦合金焊管頂部或者內(nèi)徑材料過剩。另一方面，嚴重或者輕微的焊接錯位會導致焊接外形不佳。

鈦合金在焊接時，隨著溫度的逐漸升高，與氧氣、氫氣等氣體很容易的結合。在焊接的過程中，如果不做任何的保護措施，鈦與氫氣發(fā)生化學反應，形成了氫化鈦，造成了金屬的含氫量的增加，降低了金屬的初性。因此，為了在焊接時獲得良好接頭性能的焊縫，應該在焊接前采取最為嚴格的保護措施。

激光焊接的焊縫成形機理和焊接效果有截然不同的二種焊接模式: 熱導焊和深熔焊。在二種焊接模式之間存在一種過渡的不穩(wěn)定焊接過程,即存在一個過渡區(qū)間。因此要獲得良好的焊接質(zhì)量, 首先根據(jù)使用要求, 確定選用何種焊接模式, 然后根據(jù)焊接模式制定合適的焊接參數(shù)：主要有激光功率、焊接速度和焦點位置(離焦量) , 原則上鈦合金激光焊接參數(shù)應避開過渡區(qū)間, 不能接近臨界值。

功率越高, 熔深越大,焊接的厚度也越大, 但過大的激光功率會使焊縫外觀變壞, 易產(chǎn)生一波一波的突起和空洞。在功率一定時,焊接速度決定著焊縫單位長度能量輸入即線能量的大小, 隨著焊接速度增大, 焊縫線能量降低, 熔深和熔寬減少; 焊接速度過大會使熔深減少,甚至斷弧, 在焊縫表面形成焊珠。焦點位于工件表面時, 焊縫余高最大, 只有焦點位于工件表面下一定距離處時, 可獲得最大熔深,這個距離與板厚及所使用的激光功率有關; 過分的負離焦或正離焦均會使激光深熔焊與熱傳導焊交替出現(xiàn), 焊縫成形極不規(guī)則。

在鈦管焊接應用中，鈦板的邊緣被熔化，當使用夾緊支架把鈦管邊緣擠壓到一起時，邊緣發(fā)生凝固。然而，對激光焊接來說，特有的性質(zhì)是它具有高能量的光束密度。激光光束不僅熔化了材料的表層，還產(chǎn)生了一個匙孔，以至焊縫外形很窄。焊接鈦合金管，先成形扁平的鈦板，隨后使得其外形成為圓管狀，一旦成形后，鈦合金管的接縫必須被焊接到一起。

以上就是激光焊接機在焊接鈦合金的技術應用，由于激光焊接具有能量高度集中、焊縫成形好、操作簡單、易實現(xiàn)自動化等優(yōu)點, 鈦合金的激光焊接已日益普及。目前研究表明, 如果鈦合金激光焊接模式為穩(wěn)定的熱導焊,焊縫成形均勻, 熔深和熔寬均很小, 且?guī)缀醣３植蛔?；如果為穩(wěn)定的深熔焊,焊縫成形也很均勻,熔深和熔寬明顯大于熱導焊, 且在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化。但二種激光焊接模式之間的過渡區(qū)間大小(即焦點位置、激光功率、焊接速度的臨界值) 以及焊縫氣孔的形成機理、來源、成分等需更深入地研究。

審核編輯：湯梓紅