雙光束激光焊接在汽車加工領(lǐng)域的應(yīng)用研究

在航天領(lǐng)域，南非科學(xué)與工業(yè)研究中心國家激光中心（CSIR: National Laser Center）開展了用于導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)殼體的馬氏體時效鋼激光焊接技術(shù)研究，分別采用單激光焊、雙光束激光焊以及脈沖激光焊 3 種工藝，結(jié)果表明雙光束激光焊的焊縫成形較好，拉伸試驗(yàn)斷裂在母材，且具有良好的工藝重復(fù)性

雙光束激光用于填絲釬焊、異種材料的焊接，能增強(qiáng)激光釬焊、填絲焊工藝的焊絲、釬料的熔化能力及過程穩(wěn)定性，可實(shí)現(xiàn)異種材料質(zhì)優(yōu)焊接。采用雙光束焊接不等厚板，在汽車拼焊板加工領(lǐng)域已有一定的工業(yè)化應(yīng)用 。

1、鈦合金雙光束激光焊接焊縫成形

　　1.5mm 厚鈦合金雙光束激光焊和 TIG 焊焊縫表面成形對比如圖 1所示，可看出傳統(tǒng) TIG 焊工藝無論是焊縫正面還是背面的寬度均遠(yuǎn)大于雙光束激光焊。因此，雙光束激光焊接焊縫及熱影響區(qū)寬度均遠(yuǎn)小于TIG 焊。

2、鈦合金雙光束激光焊接變形

　　為定性描述雙光束激光焊接對焊接變形的控制，對比測量平板 TIG焊和雙光束激光焊在縱向撓曲變形和橫向角變形的大小，如圖 2 所示。TIG 焊縱向較大撓曲變形高達(dá)14.3mm，雙光束激光焊只有 2.7mm ；TIG 焊橫向較大角變形 8.6°，雙光束激光焊只有 2.4°。

3、鈦合金雙光束激光焊接力學(xué)性能

　　鈦合金焊接接頭的室溫平均抗拉強(qiáng)度為 1040.2MPa，與母材的抗拉強(qiáng)度相當(dāng)。焊接接頭的斷裂位置均在母材區(qū)域，說明焊縫的抗拉強(qiáng)度稍高于母材，與采用單光束激光焊接鈦合金的力學(xué)性能大致相當(dāng)。

4、鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)件雙光束激光焊接

　　針對某鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)件縱縫雙光束焊接，采用琴鍵式工裝夾緊，焊縫正面、背面同時有氬氣保護(hù)，為避免焊接過程中熱變形導(dǎo)致間隙及錯邊變形，在縱縫焊接前先進(jìn)行兩端定位焊，較大間隙、錯邊量可達(dá)0.2mm。 對產(chǎn)品進(jìn)行X射線檢測，未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，滿足設(shè)計(jì)要求的QJ1666A-2011 Ⅱ級焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，采用三坐標(biāo)測量儀對焊后直線度、圓度進(jìn)行測量，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，無需焊后矯形。