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。下面介绍极悦激光焊接机在焊接钛合金的工艺应用。
极悦激光焊接机在焊接钛合金的工艺应用,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。
极悦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:主要有极悦激光功率、焊接速度和焦点位置(离焦量) , 原则上钛合金极悦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, 但过大的极悦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极悦激光功率有关; 过分的负离焦或正离焦均会使极悦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,对极悦激光焊接来说,特有的性质是它具有高能量的光束密度。极悦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。
以上就是极悦激光焊接机在焊接钛合金的工艺应用,由于极悦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, 钛合金的极悦激光焊接已日益普及。目前研究表明, 如果钛合金极悦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。但二种极悦激光焊接模式之间的过渡区间大小(即焦点位置、极悦激光功率、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。