Ti6Al4V合金低真空激光焊接头形貌特征分析

为了探究Ti6Al4V合金在低真空环境不同焊接参数下激光焊接头的形貌特征,在5 Pa环境压力下对其进行非熔透焊接,分析了激光功率及离焦量对焊接接头形貌的影响规律,并对典型接头形貌的稳定性及形成区间进行分析.结果表明,低真空环境下激光焊工艺参数的宽范围改变均可以得到较为理想的焊接质量,焊缝熔深随输出功率的增加而近似线性增加,未发生常压气氛下万瓦级激光焊存在的若干缺陷问题.焊接接头的几何形貌特征可分为2种,线能量利用系数小于0.13或大于0.14时形成的U形形貌,以及线能量利用系数在0.13与0.14之间时形成的V形形貌.V形形貌匙孔维持稳定所需要的蒸气压力远大于U形,因此V形形貌匙孔较难维持准稳态,焊缝熔深波动较大,易在焊缝底部形成缺陷.

厚板Ti6Al4V合金低真空激光焊接接头组织及力学性能

采用低真空激光焊接技术对40 mm厚Ti6Al4V合金进行焊接,对比分析不同位置的微区组织与力学性能.结果表明,母材由等轴初生α相和β转变组织组成,热影响区组织为α相、残余β相和急冷准稳态的α’马氏体,焊缝熔凝区组织主要包括不同尺寸及分布状态的α’马氏体以及慢冷却速率下形成的α相.焊接接头抗拉强度平均值为988 MPa,断裂位置均位于母材.焊缝上部和中部焊缝区的平均冲击吸收能量为28.8 J,明显优于下部24.8 J.焊缝熔凝区底部区域存在细长状、密集程度较高的α’马氏体会劣化材料冲击韧性.相比之下熔凝区中、上部形成的短粗状、密集程度较低的α’马氏体组织的冲击韧性较高,为Ti6Al4V合金板材的连接及进一步提高接头的力学性能提供了数据支撑及相关理论依据.