激光焊接机在焊接钛合金的技术应用

钛合金指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属。钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差，生产工艺复杂。下面介绍激光焊接机在焊接钛合金的技术应用。

激光焊接机在焊接钛合金的技术应用，在钛管焊接中特有的尺寸上的问题很多，然而，影响焊接的主要因素是，在焊接盒上的接缝。一旦钛板经过成形加工准备进行焊接时，焊缝的特徵包括了：钛板间隙、严重/轻微的焊接错位、焊缝中线的变化。间隙决定了要用多少材料来形成焊池。压力太大将导致钛合金焊管顶部或者内径材料过剩。另一方面，严重或者轻微的焊接错位会导致焊接外形不佳。

钛合金在焊接时，随着温度的逐渐升高，与氧气、氢气等气体很容易的结合。在焊接的过程中，如果不做任何的保护措施，钛与氢气发生化学反应，形成了氢化钛，造成了金属的含氢量的增加，降低了金属的初性。因此，为了在焊接时获得良好接头性能的焊缝，应该在焊接前采取最为严格的保护措施。

激光焊接的焊缝成形机理和焊接效果有截然不同的二种焊接模式: 热导焊和深熔焊。在二种焊接模式之间存在一种过渡的不稳定焊接过程,即存在一个过渡区间。因此要获得良好的焊接质量, 首先根据使用要求, 确定选用何种焊接模式, 然后根据焊接模式制定合适的焊接参数：主要有激光功率、焊接速度和焦点位置(离焦量) , 原则上钛合金激光焊接参数应避开过渡区间, 不能接近临界值。

功率越高, 熔深越大,焊接的厚度也越大, 但过大的激光功率会使焊缝外观变坏, 易产生一波一波的突起和空洞。在功率一定时,焊接速度决定着焊缝单位长度能量输入即线能量的大小, 随着焊接速度增大, 焊缝线能量降低, 熔深和熔宽减少; 焊接速度过大会使熔深减少,甚至断弧, 在焊缝表面形成焊珠。焦点位于工件表面时, 焊缝余高最大, 只有焦点位于工件表面下一定距离处时, 可获得最大熔深,这个距离与板厚及所使用的激光功率有关; 过分的负离焦或正离焦均会使激光深熔焊与热传导焊交替出现, 焊缝成形极不规则。

在钛管焊接应用中，钛板的边缘被熔化，当使用夹紧支架把钛管边缘挤压到一起时，边缘发生凝固。然而，对激光焊接来说，特有的性质是它具有高能量的光束密度。激光光束不仅熔化了材料的表层，还产生了一个匙孔，以至焊缝外形很窄。焊接钛合金管，先成形扁平的钛板，随后使得其外形成为圆管状，一旦成形后，钛合金管的接缝必须被焊接到一起。

以上就是激光焊接机在焊接钛合金的技术应用，由于激光焊接具有能量高度集中、焊缝成形好、操作简单、易实现自动化等优点, 钛合金的激光焊接已日益普及。目前研究表明, 如果钛合金激光焊接模式为稳定的热导焊,焊缝成形均匀, 熔深和熔宽均很小, 且几乎保持不变；如果为稳定的深熔焊,焊缝成形也很均匀,熔深和熔宽明显大于热导焊, 且在一定范围内连续变化。但二种激光焊接模式之间的过渡区间大小(即焦点位置、激光功率、焊接速度的临界值) 以及焊缝气孔的形成机理、来源、成分等需更深入地研究。

审核编辑：汤梓红