TC4钛合金低真空20kW激光焊接特性研究

为探究厚壁钛合金在不同环境压力下的激光焊接特性,采用低真空激光焊接技术对Ti6Al4V合金进行非熔透焊接试验研究,分析了亚气氛环境压力对钛合金万瓦级激光焊接焊缝成形、焊接气孔、等离子体羽、熔池及匙孔的影响规律,并探讨亚气氛环境可以改善万瓦级激光焊接质量的可能原因。研究结果表明:环境压力对焊缝熔深、熔池宽度及匙孔上表面开口直径的影响存在一个临界区间即104 Pa数量级,达到临界区间后焊缝熔深会显著增加,熔池宽度、孔口直径显著减小。造成这种现象的可能原因之一是等离子体羽的突变,亚气氛环境激光焊接等离子体羽被明显抑制,对激光束能量传输的干扰效应降低。

万瓦级激光高效焊接研究现状

随着激光热源额定功率持续增长,高达万瓦级的激光焊接技术已在国内外成为焊接领域的热点。系统性地阐述了国内外万瓦级激光焊接技术的研究现状、发展趋势以及存在的问题,包括激光自熔焊、真空激光焊、激光-电弧复合焊和激光-埋弧耦合焊,主要涉及焊缝成形、熔池行为特征、羽辉物理特性、焊接缺陷的抑制。研究发现,万瓦级激光焊接具有显著优势,包括高焊接速度、低热影响区、实现深宽比更优的焊接效果和高效率焊接,但也存在工艺窗口窄、易产生飞溅等挑战。真空激光焊接能够显著增加焊缝熔深,提高焊缝质量,激光-电弧复合焊具有高效、适应性强等特点,而激光-埋弧耦合焊接仍处于起步阶段,需要进一步研究。