李 镇,赵 伟,张 辉

齐鲁工业大学(山东省科学院) 机械与汽车工程学院,济南 250353

钛及其合金在航空航天、汽车、医疗器械、军事工业等领域表现出极其突出的优越性[1-3]。钛合金大致可分为工业纯钛、α钛合金、α-β钛合金和β钛合金。TC4(Ti-6Al-4V)钛合金属于α-β钛合金,可以通过改变高温下β相冷却时的条件,获得较好的力学性能。低冷却速率导致扩散控制的α相薄片和残余的具有高度重合的α/β界面的β薄片的形成；而较高的冷却速率导致α′马氏体片层和无扩散的残余β片层形成[3]。激光焊接(LBW)是一种高效的、先进的新型连接技术,用其对钛合金进行焊接,会获得较窄的热影响区和更优的力学性能。

Casalino等[4]采用光纤激光器对2 mm厚Ti6Al4V板进行对接全熔透焊接,在焊缝观察到了完全马氏体组织,在热影响区观察到了初生相α、块状α、以及马氏体α′。Squillace 等[5]研究了焊接速度和激光功率对1.6 mm厚Ti-6Al-4V薄板焊接质量的影响,发现在焊接过程中会有较大的温度梯度,因此会形成不均匀的微观组织,焊缝和热影响区的晶粒尺寸取决于焊接热输入。Kashaev等[6]通过对TC4板材进行了钕钇铝石榴石单面激光束焊接,研究了焊接接头的宏观形貌和显微组织,发现随着焊接热输入的增大,焊缝宽度随之增大,热影响区宽度增大至极值后保持不变,热影响区晶粒尺寸也随着焊接热输入的增大而增大。

目前,对4 mm、8 mm的TC4钛合金板材激光焊接接头的研究较少。对厚板的焊接相对薄板来说需要的焊接热输入更大,组织和性能变化也会更加明显。……