激光焊接工艺实践 钛合金板材的激光焊接 4.32 钛合金板材的激光焊接.ppt

钛合金板材的激光焊接 课程名称：激光焊接工艺实践 承担单位：浙江工贸职业技术学院 1. 教学目标 了解典型牌号钛合金材料的焊接性，掌握钛合金板材的激光焊接工艺特点。 2.1 钛合金的焊接性 2.钛合金的激光焊接 1）钛合金材料特点 钛是同素异构体，熔点为1668℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方晶格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金导热系数小；钛合金的硬度高、抗拉强度бb为900MPa；密度4.51g/cm3,高、低温性能好，耐蚀，但活性较大。 典型钛合金Ti-6Al-4V的化学成分 表1 钛合金Ti-6Al-4V的化学成分 （ %：质量百分数） 第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75%～85%。其他许多钛合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。 气孔、脆化倾向大：加热后吸收氢、氧、氮的能力上升，大约在250℃开始吸收氢，400℃吸开始收氧，600℃开吸收氮，气体被吸收后不仅导致气孔，还引起接头脆化，影响焊接质量。常用的焊接方法可选用氩弧焊、等离子焊和激光焊。 要求焊前严格清理母材表面，惰性气体加拖罩保护，如图1所示。 2）钛合金的焊接性特点 图1 钛合金激光焊的气体保护示意图 2.2 激光焊接工艺 焊前机械清理+酸洗 2mm厚钛合金板对接,建议参数如下： 激光功率： 1.2KW 焊接速度：1.5m/min. 离焦量：0mm 保护气体：99.99%Ar (15L/min.侧吹，与板材平面成40度角， 拖罩气体流量25L/min.） 图2 激光焊接的钛合金板 图2给出的是采用YAG激光焊接的钛合金板焊接接头。 2.3 钛合金激光焊接应用 图3 航空航天领域采用激光焊接钛合金 图4采用激光焊接高档自行车钛合金构架 3. 小结 钛合金焊接性一般，对焊接工艺要求严格，主要采用氩弧焊、等离子焊和激光焊等方法；激光焊接时焊前要严格清理，参数选取合适，可获得强度高于母材的接头。 4. 作业思考题 1）钛合金材料的焊接性主要存在哪些问题？ 2）激光焊接钛合金时，在采用惰性气体保护方面有什么特殊要求？