李倩

表面处理对TC4钛合金激光焊接的影响

李倩

（河南工业贸易职业学院，郑州 451191）

为了提高TC4钛合金焊缝强度，满足实际生产的要求。对TC4钛合金表面分别进行砂纸打磨、喷砂、涂覆石墨层以及激光扫描处理，然后采用2000 W光纤激光器对TC4钛合金进行拼接焊接实验。对表面处理后的焊接焊缝熔深、抗拉强度进行了测试，结果表明，相对于未经过表面处理的焊缝熔深，采用表面处理后的焊缝熔深均增加了30%，焊缝抗拉强度均有增加，其中采用激光扫描处理后的焊缝抗拉强度达到最高的1106 MPa，超过了母材的抗拉强度。激光扫描处理后，在材料表面形成的毛化现象，增加了材料对激光的吸收率，提高了焊缝的熔深，同时激光扫描过程中，未引入任何的杂质，不会产生裂纹及气孔，使焊缝的抗拉强度大于母材，满足实际生产要求。

表面处理；TC4钛合金；激光焊接；微观结构

钛合金具有重量轻、韧性好、比强度高、耐腐蚀性强的特点，特别适用于航空航天材料，随着汽车、自行车轻量化的要求，钛合金的应用也越来越多[1—3]。钛合金具有较小的导热系数（15.24 W/(m×K)）以及较低的膨胀系数（约9.41×10−6～10.03×10−6℃−1），且对激光的吸收率较低，约为0.4%，以及较高的熔点（1670 ℃）[4]，这些属性意味着需要较高的热量输入，才能实现钛合金的焊接，而过高的热量输入可能会导致焊缝气化，产生焊接缺陷，进而降低焊缝的抗拉强度。

激光焊接时的能量密度高，可以用较小的热量输入得到较大的焊缝熔深[5—9]，激光焊接已经在不锈钢焊接中得到较多的应用。……