Ti6Al4V薄板脉冲激光拼焊焊缝成形及力学性能

为了改善钛合金薄板激光焊接过程中因工装误差或存在毛刺造成的焊穿、焊漏等缺陷，采用光纤激光器对1.2 mm厚的Ti6Al4V薄板进行脉冲激光焊接试验。分析脉冲频率、对接间隙及激光峰值功率3个工艺条件对焊缝成形的影响，针对外观成形较好的焊缝进行显微组织与力学性能测试，确定了适合Ti6Al4V薄板拼焊的最佳焊接工艺参数。结果表明，采用脉冲频率40 Hz，占空比60%，激光峰值功率2.0 kW，光斑直径0.7 mm，焊接速度1.8 m/min的脉冲激光焊接工艺可以获得质量优异的焊缝；焊缝由粗大的柱状β晶粒和针状α′相组成，热影响区形成了短针状α′相；随着峰值功率的增大，焊缝的显微硬度明显增大，抗拉强度逐渐减小。最优焊接工艺参数下的焊缝强度可以达到母材的98%，拉伸断口表面平整、规则，断面与拉伸轴线方向呈45°，断口含有大量韧窝。 创新点： (1)采用特定的脉冲波形配合大的光斑直径对Ti6Al4V薄板进行脉冲激光焊接试验，改善了焊缝成形质量。 (2)考虑了薄板对接时工装间隙的影响，并在试验前预留了间隙，探索出了Ti6Al4V薄板脉冲激光拼焊的最佳焊接工艺参数。

Formation of weld and mechanical properties of Ti6Al4V thin plate by pulse laser welding