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，還必須考慮軋管機的準確性。此外，軋管機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)過成形加工準備進行焊接時，焊縫的特徵包括了：鈦板間隙、嚴重/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。壓力太大將導致鈦合金焊管頂部或者內(nèi)徑材料過剩。另一方面，嚴重或者輕微的焊接錯位會導致焊接外形不佳。

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)不容易進行可靠的測試。焊接裂縫可能在低強度連接處的平薄區(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，從噴槍中導入惰性保護氣體，以屏蔽電極、產(chǎn)生電離化的等離子體流，以及保護熔化的焊池。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。