整个焊接过程中小孔的周期性振荡也有助于提高孔隙率。
然而，数值分析表明，焊缝孔隙产生的应力集中比焊缝几何形状严重得多。随着接头间隙的增加，合金的诱导孔隙率增加，而使用更大体积的Ti-6Al-4V填充焊丝可在近Ti5553中产生更多空气、气体或氢气污染的机会。BS EN 4678中规定的最大允许孔隙尺寸为0.40毫米，BS EN ISO -2中规定为0.60毫米，AWS D17.1中规定为0.66毫米。当然，这些标准也考虑了不同的准则，例如，等效投影孔隙面积、最大孔隙的直径、相邻孔隙之间的最小距离、适合孔隙率允许尺寸的板的厚度或每个给定焊缝长度的等效孔隙长度。
2.2?咬边和底部填充
咬边和底部填充缺陷也称为凹度，对焊接强度的不利影响远大于孔隙。对于需要严格焊接质量的典型航空发动机，并对咬边、过量焊缝金属、过量渗透、未完全填充坡口、根部凹度、收缩坡口等具有定义的公差，在这些范围内可以实现可接受的焊缝。当部件承受动态载荷(如疲劳)时，不希望出现与焊缝轮廓和几何形状相关的缺陷，如底部填充、咬边、根部凹陷和收缩。这些缺陷会增加应力集中，从而导致疲劳裂纹萌生并加速腐蚀。激光焊接中的咬边可以在上表面和根部表面形成，并以较高的焊接速度开始，从而使BM流回焊趾并填充间隙的时间更短。
因此，降低焊接速度可以抑制焊缝咬边和根部下垂。由于熔化材料的排出增强导致蒸发，功率的增加还可以沿焊缝长度留下类似排水沟的痕迹。由于功率密度的增加会增加蒸发损失，因此底部填充的范围也会增加。当蒸汽逸出时，对熔池施加的反冲力超过了周围的表面张力，导致填充不足。减少和消除咬边的一些可能方法包括采用散焦光束、较小的调制幅度、增加送丝和后续加工。通过在激光焊接过程中使用预挤压载荷，可以完全消除底部填充缺陷。
除了填充不足外，填充焊丝过多或影响熔池运动的各种因素包括纵向金属液流、板材收缩、焊接速度不足和过多的保护气流等都可能导致过度填充。由于重力作用下不稳定的熔池动力学，激光朝向顶部比朝向底部的垂直运动产生更多的咬边。对于，当热输入超过328.5J/cm时，底部填充缺陷出现，当比率高于43%时，由于横截面积变得太小，断裂从BM向FZ区转变。之前的一项研究指出，随着底部填充半径的增加，疲劳失效周期会得到改善，并且可以通过去除焊趾来进一步改善。另一项研究将底部填充深度修改为低于AWS D17-1标准中提到的指定允许深度，该标准规定了7%的板材厚度。此外，填充焊丝的使用可以补偿蒸发损失并减少填充不足缺陷。
2.3?裂纹
WZ中可能会出现裂纹是由于特定的同时发生条件，如熔池污染、延展性损失、敏感脆性微观结构(Widmanst?tten)的形成、微观结构梯度以及由于熔池凝固和膨胀系数不匹配而产生的较高水平的残余局部应力/应变。同样，疲劳裂纹产生于其他焊接缺陷附近。焊接结构的疲劳裂纹扩展速率(da/dN)低于BM。在加载过程中，裂纹也会从作为应力提升器的氧化液滴中萌生。底部填充和孔隙的存在进一步有助于裂纹发展。
Cao等人报道说，如果底部填充的深度超过样品厚度6%的阈值，就会产生裂纹。在改变热输入时马氏体相的多向分布会导致整体弯曲，这可能会阻碍裂纹扩展，但一些作者指出，对于Ti64合金，完全马氏体微观结构容易开裂。通过采用较慢的冷却速率来对马氏体片晶进行粗化可以转移裂纹扩展路径。由于热失配，WZ中的IMC会产生自发的裂纹。对于不同的材料，由于合金元素(Mg)的损失、延展性的损失、残余应力和热膨胀系数的变化，会促进开裂。偏移距离不会导致焊缝开裂，但由于相变和混合引起的相和体积变化会引起不同焊接中的裂纹。由于未融合而导致的间隙中也会出现裂纹。
同样，开裂趋势与应用参数的任何特定趋势无关，而冷却速度可能会或可能不会决定Ti-Ni基不同焊缝的相应开裂趋势。如过度使用热输入或脉冲重叠因子会在凝固过程中产生裂纹，同时降低临界工程应变会导致FZ失效。填充焊丝的应用也会影响开裂趋势，因为一项研究强调，5级钛填料会产生与1级不同的裂纹。
钛自生焊缝的裂纹敏感性可以通过改变工艺参数来控制，但这不适用于不同的材料焊缝。不同接头的裂纹形成的特点是IMC层不受控制的生长和反应、脆性相的数量及其分布，最终导致体积和热度的失配。例如，基于TiNi、FeNb、Mg-Al-Ni、FeTi和AlTi的IMC可能会导致自发开裂和在断裂开始时出现的二次裂纹，从而导致瞬时脆性失效。Nikulina等人表明，对于Ti-Al不同焊缝，激光功率的增加导致支持裂纹的中间区域宽度增加，而较高的扫描速度降低了裂纹趋势。因此，控制IMC层的厚度对于防止裂纹形成至关重要。

文章来源：《机械研究与应用》 网址: http://www.jxyjyyy.cn/zonghexinwen/2021/1208/1795.html

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