振荡激光扫描路径对TC11钛合金焊接组织性能的影响

目的 研究余弦振荡和圆形振荡激光焊接对TC11钛合金组织性能的影响。方法 通过气孔试验,得到了无振荡、余弦振荡和圆形振荡接头的气孔率;通过金相试验观察并分析了接头的微观组织;通过XRD试验得到了接头的物相构成;通过SEM试验观察并分析了接头的显微组织;通过拉伸试验,得到了接头的抗拉强度;通过仿真得到了激光焊接过程中的温度分布,并将仿真结果与试验结果进行了比对。结果 常规焊缝、余弦振荡焊缝、圆形振荡焊缝的气孔率分别为8.33%、5.67%、1.69%。3种焊缝的显微组织分布大体相同,均由焊缝熔合区、再结晶区和热影响区组成。圆形振荡激光焊接焊缝熔合区更细小。3种焊缝熔合区和再结晶区均产生α¢马氏体相,且焊缝熔合区的α¢马氏体相较多。常规激光焊接、余弦振荡激光焊接、圆形振荡激光焊接的抗拉强度分别为947.3、1 041.8、1 105.2 MPa,约为母材的85%、93.5%、99.2%。结论 采用余弦和圆形振荡扫描激光焊接方法均可以抑制焊缝的气孔率和提升焊缝强度,进而提升TC11高温钛合金焊缝的质量,其中以圆形振荡更优。