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如何解决激光焊接机在焊接钛合金材料出现的问题

时间:2021-09-10 14:24  阅读:159
钛合金材质往往运用在零件、机械中,因此修补和激光焊接机焊接的位置也比较多,从工艺技术和设备生产的缺陷,到零件的缺陷、裂纹和尺寸等差异产生的问题,严重影响了型号研制进度。但是基于激光焊接技术的修复技术应运而生,相对常规的修复技术,具有修复体性能高,设备可达性好,受零件尺寸限制小、修复周期短、综合成本低等特点,适用于钛合金等昂贵零件的修复,可极尽地挽救常规技术不可修复的零件。下面介绍如何解决激光焊接机在焊接钛合金材料出现的问题。

激光焊接机在焊接钛合金材料出现的问题:
一、焊缝气孔。焊缝中的气孔是焊接钛合金最普遍的缺陷,存在于被焊金属电弧区中的氢和氧是产生气孔的主要原因。TC4钛合金电子束焊接,其焊缝中气孔缺陷很少。为此,着重就激光焊接焊缝中形成气孔的工艺因素进行研究。由试验结果可以看出,激光焊接时焊缝中的气孔与焊缝线能量有较密切关系,若焊接线能量适中,焊缝内只有极少量气孔、甚至无气孔,线能量过大或过小均会导致焊缝中出现严重的气孔缺陷。此外,焊缝中是否有气孔缺陷还与焊件壁厚有一定关系,比较试样试验结果可看出,随着焊接壁厚的增加,焊缝中出现气孔的概率增加。

二、焊接裂纹,
钛合金激光焊接时极易吸收周围空气中的氮气、氧气、氢气,并与之发生反应形成间隙固溶体,这就阻碍了晶界间位错的移动,明显 提高了焊缝的硬度,但其塑性会变差,导致整个焊接接头脆化。
氢气是引起焊缝及周围高温区域冷却后产生焊接裂纹的主要原因。
氢气在钛合金中的作用是扩大β相相区,使β相的转变温度降低,并强化β相。但氢气对焊缝综合性能的影响具体表现为热影响区产生 延迟裂纹。实际上热影响区的含氢量远高于熔合区,这是因为氢气随着熔池内熔融金属的对流运动而被带入激冷层附近,这样冷却后 热影响区就会析出大量的TiH2,导致热影响区的脆性增加。
另外,钛合金热导率较低,焊接熔池又不断地把热量以热传导的方式传给热影响区,使得热影响区始终保持较高温度,这样析出的氢 化物体积迅速膨胀,从而引起较大的局部应力,当局部应力超过材料的屈服极限时就会产生裂纹。
在进行焊接时,有会出现裂纹的现象,解决措施有:

1.工件的冷却速度过快,应调整夹具上的冷却水的温度,提高水温。

2.工件间的配合间隙过大或有毛刺,应该提高工件的加工精度。

3.工件没清洗干净,遇到这种情况需要重新清洗工件。

4.保护气的流量过大,可减小保护气的流量来解决。

采用激光焊接机对待钛合金的焊接从大件到工艺产品,可采用夹具进行加装,实现高效能生产,在精密程度上产品无论复杂结构的程度都不受激光焊接机的操作限制,对于各种规格形状皆可高效快捷的运用,在品质上也存在其他设备所无法相比的高性能快速融合,超过了传统设备的运用水平,如此快捷高效的应用从修补到焊接的周期远远可以缩短,因此在成本上也大有节约,更具有高性价比的匹配性。



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