鈦合金薄板背反射誘導(dǎo)增效激光焊接成形性及其組織性能研究.pdf

1、鈦合金薄板的高品質(zhì)高效焊接成形，是“輕量化設(shè)計與制造”這一工程熱點(diǎn)研究領(lǐng)域中的一個重要研究主題，激光焊接則是鈦合金薄板焊接成形的主要方法之一。激光焊接過程中，當(dāng)激光能量超過一定閾值后，其不僅會由熱導(dǎo)焊向具有“小孔效應(yīng)”的深熔焊轉(zhuǎn)變，而且深熔焊焊縫形貌也會由“V”形向“X”形轉(zhuǎn)變。顯然，“X”形焊縫要較“V”形焊縫具有更好的力學(xué)性能，而且其焊接變形也小，故鈦合金薄板激光深熔焊成形時更希望獲得“X”形焊縫。然而，鈦合金薄板激光深熔焊成形獲得

2、“X”形焊縫所對應(yīng)的激光能量閾值一般較高。高的激光能量閾值，勢必會引起焊接接頭組織惡化等一系列問題，進(jìn)而對焊接成形性產(chǎn)生不利影響?？梢?，降低鈦合金薄板激光“X”形深熔焊成形所需能量閾值的研究，對于鈦合金薄板的高品質(zhì)高效焊接成形具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文基于課題組前期提出的新型薄板高效激光焊接方法—背反射誘導(dǎo)增效激光焊對鈦合金薄板進(jìn)行了對焊研究，所開展的工作和取得的主要結(jié)果如下：
　?。?）研究了影響鈦合金薄板常

3、規(guī)激光焊接成形性的能量因素，發(fā)現(xiàn)其遵守功率密度和線能量密度雙閾值，耦合出本文實(shí)驗(yàn)條件下常規(guī)激光焊接“V”形焊縫的工藝參數(shù)，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了背反射誘導(dǎo)增效激光焊接實(shí)驗(yàn)，繪制了鈦合金薄板激光焊接的P-V圖，得出薄板全熔透焊接成形是背反射誘導(dǎo)增效激光焊接增效能場形成的必要條件。
　　（2）研究了反射墊板狀態(tài)對鈦合金薄板背反射誘導(dǎo)增效激光焊焊接成形性的影響。結(jié)果表明：反射墊板距施焊薄板間的距離對成形性的影響最大，反射墊板材質(zhì)影響次之，反射

4、墊板表面狀態(tài)對成形性影響最小。當(dāng)反射墊板距離為0.1mm、反射墊板材質(zhì)為鋁板且其表面光滑時，鈦合金薄板焊接成形性最好。
　?。?）研究了活性劑對鈦合金薄板背反射誘導(dǎo)增效激光焊焊接成形性的影響，分析了不活性劑種類、涂覆位置和涂覆厚度對成形的影響規(guī)律。結(jié)果表明：活性劑涂覆位置對成形性的影響最大，活性劑種類次之，活性劑厚度對焊接成形的影響最小。尤其是，當(dāng)在薄板正面涂敷活性劑時，其成形性得到明顯提升。
　?。?）研究了不加反射墊板、