功率调制、多次重熔及锆添加对薄壁钼合金端塞激光密封焊接气孔缺陷的影响

摘要： 为解决纳米级Ce2O3掺杂钼合金(NC-Mo)薄壁管与端塞激光环缝焊接中的严重气孔缺陷问题，实验研究了激光功率调制、多道重熔及锆(Zr)添加对气孔数量、尺寸和分布的影响。通过X射线计算机断层扫描(XCT)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱(RS)分析了不同工艺条件下焊缝的气孔特征。结果表明：焊接循环次数对熔合区(FZ)气孔率影响显著，而激光功率波形幅值和频率影响较小。当焊接循环次数从2次增至8次时，FZ气孔率从约1.00%降至约0.48%，最大及平均气孔直径分别减小约53%和27%。熔池中添加微量Zr可使FZ气孔率进一步降至约0.35%。分析表明FZ气孔可分为不规则形匙孔诱导气孔和球形冶金诱导气孔，后者可能源于母材(BM)中预存的杂质元素(O和H)。增加焊接循环次数可促进熔池气体上浮逸出，显著降低气孔率。此外，熔池中添加的Zr会优先与O反应生成ZrO2，抑制挥发性MoO2析出从而减少冶金诱导气孔产生。