1Cr18Ni9Ti脈沖激光焊接工藝研究

田英超，張祎玲，曹 明

（1.上海交通大學，上海 200240；2.上海空間推進研究所，上海201112）

0 引言

奧氏體不銹鋼具有優秀的耐蝕性、綜合力學性能良好，廣泛應用于航天航空、化工、石油等領域[1-2]。激光與傳統光源相比，具有方向性好、高亮度、單色性強、相干性好等特點[3]，在航天航空、微電子、醫療及核工業領域應用廣泛，其焊縫特點是焊縫寬度窄、焊接變形小、焊接速度快、能量控制性好、受磁場影響小、焊縫表面光滑、工藝重復性好、能實現無接觸精密焊接[4]，在焊接閥門殼體類產品方面有較大優勢。

1 閥門殼體焊接的設計要求

某型號推進系統用閥門為單線圈常閉式閥門，該閥門殼體材料為1Cr18Ni9Ti，由于閥門殼體焊縫熔深要求較小，并有很高的密封要求，因此采用激光熱導焊方式焊接。閥門焊縫設計要求見表1，殼體焊縫接頭結構見圖1。

表1 閥門殼體激光焊縫設計要求Tab.1 Design requirements of laser welding joint for valve shell

圖1 閥門產品局部簡化示意圖Fig.1 Local simplified schematic diagram of valve

2 激光焊接設備與材料

激光焊接設備為YAG固體脈沖激光焊機，激光焊機主要技術參數見表2。被焊材料為1Cr18Ni9Ti不銹鋼，材料狀態為1 100℃左右固溶處理態，化學成分見表3。

表2 ML2350A激光焊機主要技術參數Tab.2 Main technical parameters of ML2350A laser welding machine

表3 1Cr18Ni9Ti中化學成分含量質量百分比Tab.3 Quality percentage of chemical components in 1Cr18Ni9Ti %

3 激光焊接機理

激光焊接的原理是：激光束轟擊金屬表面形成蒸汽，金屬蒸汽可防止剩余能量被金屬反射掉，材料在吸收激光能量后，經過一定過程轉化為熱能，這些熱能使金屬熔化，冷卻后形成焊縫[3]。激光焊接有兩種焊接模式：深熔焊(DPW)和熱導焊(HCW)[6-8]。脈沖激光焊接主要工藝參數有：離焦量、焊點重疊率、峰值功率和脈沖寬度等?！?br>