王 鑫,李云溪,李晓飞,谢洪志,韩颖杰*,张桐源

（1.海装沈阳局驻沈阳地区第一军事代表室,辽宁 沈阳 110081；2.沈阳飞机工业(集团)有限公司,辽宁 沈阳 110034）

引言

激光焊作为一种新型的高能束焊接方式,与其他传统焊接相比具有能量密度高、接头质量好、易实现自动化等优势,被广泛用于高效焊接工艺[1-4]。相对于电子束焊接必须在真空箱中进行,激光束焊接在大气环境就可以完成焊接,避免了对零件尺寸的限制,所以大型钛合金薄壁零件焊接时,常常优先选用激光焊接。然而,钛合金的激光焊接受到焊接热循环的影响,是一个复杂的过程,此外,焊接能否安全使用的机械性能,是由焊缝的宏观缺陷、组织特点共同决定的[5]。因此,为了提高钛合金焊接的工艺性,获得更为优良的焊接接头,很有必要对激光焊接接头的组织与机械性能进行分析研究。

1 试验材料及方法

1.1 试验材料

试验所用的钛合金牌号为TC4,材料标准为GJB2505,原始母材抗拉强度σb 为925～1150 MPa,其化学成份如表1 所示。

表1 TC4 钛合金的化学成分(质量分数,%)

试验原始母材的显微组织,如图1 所示,从图中可以看出TC4 钛合金母材为α+β 细小等轴晶组织,且可以发现深色的β 相分布在浅色的α 相晶界处。

图1 TC4 母材显微组织

1.2 试验方法

本试验采用波长为1 080 nm 的IPG YAG 激光器,焊接头焦距为300 mm,激光器最大输出功率为4 000 W,配合KUKA 机器人构成机器人激光焊接系统,实现2 mm 厚钛合金板材焊接,焊接完成后对全熔透的TC4 激光焊接接头的微观组织特点、力学性能进行了研究和分析。……