作為柴油發(fā)動機的關鍵部件渦輪增壓器能有效改善發(fā)動機動力性能其異種材料焊接質(zhì)量對整機性能有著決定性影響

在柴油發(fā)動機增壓器中渦輪葉片和渦軸桿的材料分別是鎳基鑄造高溫合金K418和合金中碳調(diào)質(zhì)鋼42CrMo其中K418合金的AlTi元素含量高42CrMo的碳當量高對二者進行連接時易形成焊接裂紋具有淬硬傾向同時由于兩種材料的熱物性參數(shù)有很大差異這項制造技術具有很大的挑戰(zhàn)性目前一般采用摩擦焊進行連接但焊接強度不高成形精度較差并需要二次加工采用電子束焊接則設備龐大工藝復雜環(huán)境苛刻且易產(chǎn)生有害射線

渦輪增壓器專用異種材料激光焊接機極大的提高了焊接效率

在熱裂紋形成機理分析的基礎上對K418和42CrMo異種材料合金的激光焊接工藝進行系統(tǒng)深入的研究提出了預防熱裂紋解決方法通過優(yōu)化工藝參數(shù)和后熱處理有效地抑制了低熔點硬脆的Laves有害相的形成基于渦輪增壓器專用異種材料激光焊接機的激光與異種材料相互作用機理創(chuàng)造性地提出了錐形熱源與沿深度方向衰減的圓柱熱源復合熱源模型來模擬焊接過程通過控制激光在時間和空間的能量分布解決了由于異種金屬熱物理性質(zhì)的差異而出現(xiàn)的焊縫偏熔和未熔合現(xiàn)象研究表明采用優(yōu)化后的渦輪增壓器專用異種材料激光焊接機焊接工藝可以保證焊縫抗拉強度高于母材

與傳統(tǒng)焊接工藝相比優(yōu)化后的激光焊接工藝在滿足高焊接強度要求的同時極大地提高了焊接效率為提高柴油發(fā)動機性能提供了重要技術支持