TC4钛合金激光焊中工艺参数对气孔生成量的影响

李海刚 原 璋 程 昊 蒲海涛常保华 都 东 单际国

（1 航天材料及工艺研究所，北京 100076）（2 清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室，北京 100084）

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TC4钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好的优势，在航天、航空领域得到了广泛的应用，例如军用和民用飞机、人造卫星壳体、航天器燃料箱等等［1－3］。 焊接是航天航空零件加工的一种重要手段，可以有效减轻结构质量，降低加工成本［4］。激光焊接功率密度大，焊接热影响区小［5］，易于实现不同空间位姿下复杂轨迹、高柔性低热输入的加工。气孔是激光焊接中一类典型的缺陷，显著影响焊接接头的性能。国内外学者针对不同空间位置的激光焊接、激光焊接中的气孔等问题进行了研究。

GUO等［6］对平焊和横焊两种位置下的S700高强钢激光焊接进行了对比研究，研究结果表明，与平焊相比，横焊位置下的焊接缺陷（如咬边和焊缝下沉）都有所缓解，其原因是横焊位置实现了熔池表面张力、流体静压力（重力）和金属蒸汽的反冲压力三者的平衡。MUHAMMAD等［7］对不同空间位置下激光焊接低碳钢进行了研究，指出不同空间位置下熔池形貌差别不大，但是对气孔结构有显著的影响。GOUSSAIN等人［8］对几种材料厚板的多位置CO2激光焊接进行了研究，发现空间位置对焊接熔深有显著影响，不同位置下所对应的最优焊接参数不同。因此，研究不同位置下激光工艺参数对焊接质量的影响，对于设计和规划焊接位置与焊接路径、优化不同位置下的焊接工艺参数有重要意义。……