鈦合金管的焊接方法之激光焊接

在鈦合金管廠的焊接中，焊接深度是由鈦管的厚度決定的。這樣，生產(chǎn)目標(biāo)就是通過減小焊接寬度來提高可成形性，同時實現(xiàn)更高的速度。在選擇最合適的激光時，人們不能只考慮光束質(zhì)量，還必須考慮軋管機(jī)的準(zhǔn)確性。此外，軋管機(jī)在尺寸上的誤差起作用以前還必須先考慮減小光斑時受到的限制。

在鈦管焊接中特有的尺寸上的問題很多，然而，影響焊接的主要因素是，在焊接盒上的接縫。一旦鈦板經(jīng)過成形加工準(zhǔn)備進(jìn)行焊接時，焊縫的特徵包括了：鈦板間隙、嚴(yán)重/輕微的焊接錯位、焊縫中線的變化。間隙決定了要用多少材料來形成焊池。壓力太大將導(dǎo)致鈦合金焊管頂部或者內(nèi)徑材料過剩。另一方面，嚴(yán)重或者輕微的焊接錯位會導(dǎo)致焊接外形不佳。

在這兩種情況下，鈦板被切割并清理后，被卷起，然后送到焊接點。另外，對在加熱過程中使用的感應(yīng)線圈進(jìn)行冷卻使用了冷卻劑。最后，一些冷卻劑將被用于擠壓過程。這里，在擠壓滑輪上作用了很大的力，以避免在焊接區(qū)域產(chǎn)生多孔性；然而，使用了更大的擠壓力將導(dǎo)致毛刺（或者焊珠）增多。因此，特殊設(shè)計的刀具被用來清除管子內(nèi)部和外部的毛刺。

高頻焊接過程的主要優(yōu)勢之一是，它能夠?qū)︹伖苓M(jìn)行高速加工。然而，在大部分固相鍛接中存在的典型情況是，高頻焊接的接點若使用傳統(tǒng)非破壞性技術(shù)不容易進(jìn)行可靠的測試。焊接裂縫可能在低強(qiáng)度連接處的平薄區(qū)域出現(xiàn)，這種裂縫使用傳統(tǒng)方法無法檢測出來，因而在一些高要求的汽車應(yīng)用中可能缺乏可靠性。

傳統(tǒng)上來看，鈦管生產(chǎn)廠選擇將鎢極氣體保護(hù)電弧焊（GTAW）完成焊接過程。GTAW在兩個非消耗性的鎢電極之間產(chǎn)生了一個電焊弧。同時，從噴槍中導(dǎo)入惰性保護(hù)氣體，以屏蔽電極、產(chǎn)生電離化的等離子體流，以及保護(hù)熔化的焊池。這是一個已經(jīng)確立了的，并已被人們理解了的過程，它將可重復(fù)完成高質(zhì)量的焊接過程。這樣，鈦合金管廠焊接過程的成功有賴于所有個別技術(shù)的整合，所以必須把它當(dāng)成一個完整系統(tǒng)來對待。

在所有的鈦管焊接應(yīng)用中，鈦板的邊緣被熔化，當(dāng)使用夾緊支架把鈦管邊緣擠壓到一起時，邊緣發(fā)生凝固。然而，對激光焊接來說，特有的性質(zhì)是它具有高能量的光束密度。激光光束不僅熔化了材料的表層，還產(chǎn)生了一個匙孔，以至焊縫外形很窄。焊接鈦合金管，先成形扁平的鈦板，隨后使得其外形成為圓管狀，一旦成形后，鈦合金管的接縫必須被焊接到一起。這個焊縫很大程度上影響了零件的可成形性。因此，若要得到能夠滿足制造業(yè)內(nèi)嚴(yán)格的測試要求的焊接外形，選擇合適的焊接技術(shù)就極為重要。無庸置疑，鎢極氣體保護(hù)電弧焊（GTAW）、高頻（HF）焊，以及激光焊接已經(jīng)在鈦合金管的制造中各自得到了應(yīng)用。