▲图25?激光焊接时工艺参数的鱼骨示意图

焊后热处理提高了脆性马氏体相的延展性并提高了断裂前的延伸率。γ-TiAl合金的焊接在750℃的温度下进行预热时表现出无裂纹接头。激光脉冲整形可用于定制接头以避免潜在的灾难性裂纹。激光焊接钎焊方法需要使用填料并将激光束向其中一种母材偏移以构成薄扩散层，也可以产生无缺陷的接头。因此，疲劳裂纹的增强完全取决于界面或扩散反应层的特性。
3.?总结和前景
当代对钛合金激光焊接的调查通过出版物数量表现出一种新兴的趋势，从而使对这一特殊材料加工领域做出贡献的研究人员重新产生了兴趣。在考虑钛合金的激光焊接时，虽然与生物医学、航空航天、石化和体育行业相关的一些应用得到了强调，但在当前的技术时代，进一步探索更新和更先进的应用是必要的。激光焊接的复兴吸引力促使材料工程师不断研究可用于进一步应用的新型和不同材料组合的焊接。通过对钛合金不同激光焊接技术的综述，可以得出以下结论；
※??由于热物理性能差异较小以及不存在IMC相，Ti-Ti接头的焊接效率较高。双束焊接模式在提高抗拉强度、延伸率和硬度方面显示出有益的特性，而焊后热处理通过提高延展性来增强断裂特性。这些接头在高温下保持60-70%的抗拉强度。※??钢钛焊缝的特点是脆性的铁钛IMC接头会导致接头瞬时失效。为了获得合适的接头强度，使用Nb、Cu、Mg和V元素的单个夹层来阻碍IMC的形成，但对于每一个夹层，Ti或Fe部分都会促进脆性IMC。当通过双焊道焊接或混合爆炸焊接工艺使用多个Ti:V:Fe夹层以最终防止IMC的形成时，可以预见到振奋人心的结果。※??激光功率和扫描速度的优化有助于不同Al-Ti接头的整体热输入，可以减少和控制钛铝IMC的相位、分布和尺寸。与向Ti侧偏移相比，向Al侧偏移的激光提供了几乎相似的接头强度，而采用不同形状、凹槽角度和填料则显示出接头拉伸和疲劳强度的良好增强。※?通过采用激光焊接钎焊工艺对镁基焊料的对接和搭接接头进行配置，以防止钛和镁的混合，获得了合格的Ti/Mg接头强度，接头效率超过88%。※?初步研究表明，镍、铌、铜和聚合物等材料均可成功焊接。铌不会形成IMC并保持其接头强度，而钛聚合物通过激光传输焊接，激光冲击点焊用于连接薄铜片。※??激光焊接接头的失效源于拉伸载荷过程中的结构不连续性或焊接缺陷，如裂纹、缺陷、孔洞和气孔。这些不连续性会导致脆性、延展性或脆-延性混合失效，这可以从断口分析中得到理解。不同的焊件表现出脆性特征，因为接头在IMC界面处失效，而以延展性失效为特征的接头仅出现在不存在脆性相的熔合区。由于飞溅和蒸发而导致应力集中的缺陷，如咬边和底部填充，可能是不可避免的。上下板气体保护的使用增加，改变接头间隙和使用填充焊丝有助于减轻此类缺陷。
与钛合金的搅拌摩擦焊接不同，钛合金的激光不同焊接远不是一种成熟可靠的焊接工艺。工作的主要部分都集中在钛钢、钛铝和钛镁基接头上。然而，不同类型的铝、镁、铁基合金及其不同形状和厚度的挤压、铸造和液压成型零件在未来可能会被成功焊接。到目前为止，激光焊接本身作为一个单独的过程还不能专注于新兴材料（如马氏体时效钢、陶瓷、复合材料和多孔材料等关键工程材料），虽扩大了钛基接头的适用性，却对一些研究人员感兴趣的重要信息进行了回避。预计在不久的将来，目前激光钎焊工艺的成功将使科学家能够证明该工艺的最大能力，作为满足行业要求的前奏。
对Ti-Ti接头的高温抗拉强度进行了评估，并显示出振奋人心的结果。相比之下，钛基不同金属的延展性和强度尚未得到评估。然而，一些初步研究表明，钛-不锈钢接头的弯曲强度和冲击强度会有所下降。评估和改善冲击强度或蠕变的研究并不多，而对接头的腐蚀、疲劳和弯曲特性的研究也极为有限，尽管这些特性在航空航天应用中非常重要。与单调和循环屈服强度、应变硬化指数、疲劳失效裂纹扩展速率、失效特性等有关的信息并不容易获得。因此，无法对激光焊接与其他熔焊技术的工艺效率进行比较评估。
缺陷形成的知识及其与熔池振荡的对应关系以及所涉及的流体动力学等都需要更深入的研究。这意味着需要完成大量工作才能预测和优化激光焊接工艺以产生始终如一的优质焊缝。一般情况下，研究人员侧重于研究单个参数对焊缝接头强度的影响，而响应面法、田口、模糊逻辑、人工神经网络、遗传算法等优化策略，

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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