光束擺動對Ti60 合金激光焊能量分布及焊縫成形的影響

魯弈廷，蘆偉，王彬，馬旭頤，陳瑋

(中國航空制造技術(shù)研究院 高能束流加工技術(shù)重點實驗室,北京,100024)

0 序言

Ti60 合金是一種近α 型高溫鈦合金，在600 ℃高溫具有優(yōu)良的熱強性能、良好的蠕變抗力以及較好的熱穩(wěn)定性[1]，成為高超音速飛行器、尾噴管以及航空發(fā)動機葉片、葉盤等高溫構(gòu)件制造的重要選材[2].激光焊接具有能量密度高、焊接速度快、焊接變形小、無需真空、柔性高、熱影響區(qū)小等特點，已廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域鈦合金復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的整體化制造.

由于高溫鈦合金所含合金元素多，焊接過程中熔池反應(yīng)劇烈，導(dǎo)致焊縫易產(chǎn)生氣孔、飛濺與咬邊等成形缺陷[3].激光擺動焊接是隨光束成形技術(shù)的發(fā)展而提出的新技術(shù)，可通過小范圍光束擺動方式進行焊接，提高焊接過程穩(wěn)定性，改善焊縫成形、減少飛濺、細(xì)化晶粒、提升結(jié)構(gòu)對接間隙適應(yīng)性，為金屬結(jié)構(gòu)高質(zhì)量焊接提供一種新的技術(shù)途徑[4-8].

近年來，對于激光擺動焊接方面的研究主要針對鋁合金和鋼材[9-12].Wang 等人[13]研究發(fā)現(xiàn)光束擺動降低了5A06 鋁合金焊接過程溫度梯度，對熔池產(chǎn)生了攪動作用，進而減少元素偏析.Fetzer 等人[14]發(fā)現(xiàn)激光擺動焊接可明顯改善AlMgSi 合金非熔透焊接接頭焊縫成形質(zhì)量，減少氣孔率.Wang 等人[15]等分析了光束擺動對AA6061-T6 鋁合金焊縫特性的影響，發(fā)現(xiàn)圓形光束擺動模式有助于改善焊縫表面成形、促進等軸晶生成，并提高斷后伸長率.Thiel 等人[16]發(fā)現(xiàn)光束擺動對焊縫成形的影響與激光能量分布相關(guān)，光束……