钛合金激光+PMIG对接焊工艺与过程保护试验研究(4)

菜单

激光焊深宽比高，焊缝宽度小，热影响区小、变形小，焊接速度快对装配精度要求高

1.4 激光+PMIG 复合热源焊接的优点

激光-电弧复合焊接技术是在20世纪70年代由英国伦敦大学的W.Steen提出来的，是将激光和常规TIG、MIG或等离子焊复合在一起进行焊接，在降低工件装备精度要求、提高激光能量传输效率、降低焊接成本及焊接过程稳定性方面具有很明显的优势[14] [15] 。这种焊接工艺综合了激光焊和电弧这两种焊接技术的优点，又弥补了各自的不足。其应用扩展到汽车、船舶和航空等行业中金属、非金属材料切割、加工、焊接中。

激光+PMIG复合热源焊接是一个非常复杂的过程，这门新工艺和新技术在出现不长的时间内获得广泛的关注和一系列的研究，主要原因就在于相对于传统的焊接方式，这种复合热源连接方法具有一系列的显著的优点：

(1)激光焊接成本高，设备昂贵，能量转化率低。如果单只是用激光焊接，耗费高。因而把激光这种先进的焊接方法和传统的焊接工艺结合，能够综合它们的优点，互补它们各自焊接缺陷，达到性能最优化。提高了生产效率，降低了焊接成本[15]。

(2)提高了焊接过程稳定性和焊接接头适应性。由于激光束对电弧的压缩和引导作用，使得电弧的质量和焊接稳定性得到提供高。而由于电弧的热作用范围较大，熔池金属的搭桥能力强，所以可以在较大的接口间隙下实现焊接[17]。

(3)激光+MIG复合热源焊接具有焊接速度快，冷却速度快的特点，因此能减小焊接过程中热输入，避免热输入过大造成的不利影响。因其热输入量少，从而具有合金元素烧损少的冶金特点，使金属的强度、韧度均明显提高。来!自~751论-文|网www.751com.cn

(4)具有更多的可调节参数，提高焊接适应性和灵活度的同时增加了参数选择的复杂程度。可应用于很多不同形状复合板的焊接。而且它的坡口间隙桥接能力特别好。具有优良的再加工性能。

(5)激光复合焊和常规MAG焊的拉伸断口形貌基本相同,均为韧窝状断口,表明拉伸试样的断裂方式均为韧性断裂,但激光复合焊韧窝较深:冲击宏观断口,常规MAG焊脆性区间相对较大,表明激光复合焊熔敷金属在抗撕裂和韧性方面都优于常规MAG焊[18]。

图1-3为美国海军连接中心在相同的焊接规范下得到的单MIG焊焊缝、激光焊焊缝和复合焊焊缝的横截面[19]。焊接条件： Nd：YAG激光功率4kW，焊接速度1m/min,送丝速度为5．7 kg/hr。从图1-3看出，复合热源焊接得到了“丁”形焊接接头。这种“丁”形焊接接头焊缝有较深的熔深和较宽的焊缝表面熔宽，并且焊缝的余高合适，在工程应用中能提高焊接接头的承受动载能力。