Durch die präzise Steuerung der Parameteranpassung zwischen einem Hochleistungslaser und niedrigem Umgebungsdruck-und der Verwendung einer Vakuumumgebung zur Unterdrückung des inversen Bremsstrahlungsabsorptionseffekts (IB) der Plasmafahne- gelang in dieser Studie das Tief-Eindringschweißen von ultra-dicken Titanlegierungsplatten (100-mm-Klasse). Darüber hinaus ergab das Verfahren Schweißverbindungen, die über den gesamten Dickenbereich ein hohes Maß an Gleichmäßigkeit sowohl in der Mikrostruktur als auch in den mechanischen Eigenschaften aufwiesen.
In diesem Artikel wird die Machbarkeit einer qualitativ hochwertigen Verbindung von ultra-dicken Titanlegierungen-insbesondere im 100-mm-Dickenbereich-mit Hilfe des Vakuum-Laserstrahlschweißens (VLBW) validiert. Durch die Reduzierung des Umgebungsdrucks auf unter 10 Pa wird die Plasmafahne praktisch eliminiert und dadurch die Durchdringungsfähigkeit der Laserenergie deutlich verbessert. Bei einer Leistung von 30 kW und einem Umgebungsdruck von 0,3 Pa gelang es, eine fehlerfreie Verbindung mit einer Eindringtiefe von 95 mm herzustellen; Bemerkenswerterweise blieb der Gehalt an interstitiellen Gaselementen (N, H und O) in der Verbindung im Vergleich zum Grundmetall im Wesentlichen unverändert. Die Schmelzzone der Verbindung besteht hauptsächlich aus gleichmäßig verteiltem lattenartigem Martensit, der über seine gesamte Dicke gleichmäßige Mikrohärte- und Festigkeitsverteilungen aufweist. Die Verbindung erreichte eine Zugfestigkeit von 987 MPa-was eine gleich-Schweißfestigkeit im Vergleich zum Grundmetall zeigt-während ihre Schlagenergie und Bruchzähigkeit beide 90 % der Werte des Grundmetalls übertrafen, wodurch ein ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Zähigkeit erzielt wurde.
