研究目的
Ti-6Al-4V合金板激光束焊接与电子束焊接的微观组织及铝元素分布对比研究。
研究成果
研究表明,电子束焊(EBW)和激光束焊(LBW)工艺会导致Ti-6Al-4V合金接头形成不同的微观结构和铝元素分布,其中电子束焊接头表现出更显著的铝烧损现象及更粗大的针状马氏体α′相。熔池内对流特性与热场分布被确认为影响铝元素分布的关键因素。电子束焊接头熔合区(FZ)较低的显微硬度主要归因于其粗大的针状马氏体α′相及较低的铝元素含量。
研究不足
该研究聚焦于Ti-6Al-4V合金板材的LBW与EBW工艺对比,其结论可能不直接适用于其他材料或焊接方法。
1:实验设计与方法选择
采用厚度为4毫米的Ti–6Al–4V合金板,通过电子束焊接(EBW)和激光束焊接(LBW)进行连接。根据焊缝的晶粒形貌、微观组织、铝元素分布及显微硬度进行对比分析。
2:样本选择与数据来源
实验所用母材为厚度4毫米的Ti–6Al–4V合金板,加工成100毫米×50毫米规格。
3:实验设备与材料清单
激光束焊接使用PG YLS-6000激光器,其光学系统搭载于KUKA KR30HA商用机器人。采用流量11升/分钟的99.99%纯氩气作为?;て?。电子束焊接实验使用ZD150-30A型电子束焊机。
4:实验流程与操作规范
焊接前通过机械打磨清洁焊件以去除杂质。焊接实验后,使用线切割机沿焊接方向截取15毫米×10毫米×4毫米试样。通过数码摄影获取焊缝截面宏观形貌。金相试样经镶样、抛光后采用Kroll试剂腐蚀处理。使用HXS-1000A显微硬度计(载荷500N,保压10秒)测定焊缝显微硬度分布。
5:数据分析方法
基于焊缝的晶粒形貌、微观组织、铝元素分布及显微硬度对激光束焊接与电子束焊接进行对比分析。
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PG YLS-6000 laser
YLS-6000
PG
Used for laser beam welding (LBW) of Ti–6Al–4V alloy plates.
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KUKA KR30HA commercial robot
KR30HA
KUKA
Attached with the laser optical setup for LBW.
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ZD150-30A EBW machine
ZD150-30A
Used for electron beam welding (EBW) of Ti–6Al–4V alloy plates.
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Microhardness tester
HXS-1000A
Used to measure the micro-Vickers' hardness profiles of the joints.
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