全文摘要：
自問世以來，激光束焊接作為一種高質(zhì)量的熔接工藝，已成為一項成熟的、最先進(jìn)的技術(shù)，在眾多行業(yè)中呈現(xiàn)出巨大的增長。本文對鈦合金與相應(yīng)的鋼、鋁、鎂、鎳、鈮、銅等異種材料的激光焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。特別強(qiáng)調(diào)了關(guān)鍵工藝參數(shù)對冶金特征、抗拉強(qiáng)度、硬度變化、伸長率和殘余應(yīng)力的影響。利用激光偏置、分束、焊接-釬焊、混合焊接等技術(shù)，通過引入單層或多個夾層、填料和預(yù)切槽等改進(jìn)工藝，提高了異種激光的可焊性。對金屬間相的形成和分布現(xiàn)象、材料流動機(jī)制、它們與激光參數(shù)的關(guān)系以及它們對焊縫的微觀結(jié)構(gòu)、幾何和力學(xué)方面的影響進(jìn)行了詳細(xì)和全面的研究。探討了與缺陷演變相關(guān)的關(guān)鍵問題和相應(yīng)的補(bǔ)救措施，并在主題表中總結(jié)了文獻(xiàn)中報告的斷裂特征的特征。
本文的目的在于強(qiáng)調(diào)學(xué)術(shù)界激光焊接鈦合金的優(yōu)點和發(fā)展趨勢，以更好地在工業(yè)中開發(fā)該工藝，從而更大程度地探索其應(yīng)用。
成果的Graphic Abstract
鈦是一種有光澤的過渡元素，是地殼中第9位豐富的元素，比重為5.54g/cm3，密度為4.506g/cm3。Ti是僅次于鋁(Al)、鐵(Fe)和鎂(Mg)的第四大最廣泛使用的結(jié)構(gòu)材料，與傳統(tǒng)使用的工程合金如不銹鋼(SS)、鎳(Ni)、鈷(Co)等相比，其重量較輕。此外，Ti與常用鋼一樣堅固，但密度要低得多，其高熔點(1670°C)使其可在高溫中應(yīng)用，而不會蠕變到550°C。例如，β-Ti合金的比強(qiáng)度為260kNm/kg，幾乎是不銹鋼304的4倍，是AA7075-T6的2.2倍，是InconelX-750的1.72倍。
除強(qiáng)度外，鈦合金是唯一一種在所有基本機(jī)械性能，包括剛度、疲勞壽命、強(qiáng)度、抗沖擊性、生物相容性和腐蝕性等方面均表現(xiàn)出色的合金。然而，由于鈦金屬本身的成本較高，提取過程較困難，因此它們的使用一直受到限制。隨著提取冶金技術(shù)的進(jìn)步，世界市場上鈦的成本從2005年的21美元/公斤下降到2017年的4.5美元/公斤，并在2009年達(dá)到最低點(2.5美元/公斤)。鑒于鈦基材料的價格可觀，進(jìn)一步探索這種金屬合金的潛力變得非常必要。
純Ti的微觀結(jié)構(gòu)為密排六方(HCP)的α相，一旦加熱到882°C以上，它就會發(fā)生同素異形相轉(zhuǎn)變?yōu)橛纱罅炕葡到y(tǒng)組成的延展性BCC(體心立方)β相。這為Ti提供了一個主要優(yōu)勢，因為Ti的性能高度依賴于熱處理，隨后會受到激光焊接過程中加熱和冷卻循環(huán)的影響。Ti的合金化可以提高材料的二次性能、熱機(jī)械加工、熱處理強(qiáng)化和微觀結(jié)構(gòu)變化等。Ti的合金化是基于合金元素穩(wěn)定初生α相或β相的能力，而初生α相和β相的穩(wěn)定性取決于原子半徑。例如，原子半徑在0.85-1.15范圍內(nèi)的Al的溶質(zhì)元素通過替換晶格中的一個體原子而擴(kuò)散。而半徑小于0.59的原子占據(jù)較大的溶劑原子之間的間隙位置。添加穩(wěn)定元素以防止隨后的相變，增加或減少β轉(zhuǎn)移溫度范圍，并通過熱處理提高機(jī)械性能。α相被各種元素如Al、O、N、Ga等穩(wěn)定，而β相可以被Mo、V、W和Ta穩(wěn)定。因此，鈦合金可分為α合金、α+β合金、β合金和接近β合金。
Ti結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)需要采用涉及焊接和連接方法的工藝，這些方法通常通過基于焊接技術(shù)的熔合機(jī)制來完成。常用的焊接技術(shù)有鎢惰性氣體、金屬惰性氣體、等離子焊接等。這些焊接技術(shù)會產(chǎn)生更大的變形、更寬的熱影響區(qū)(HAZ)和與顯著殘余應(yīng)力共存的脆性微觀結(jié)構(gòu)。這些影響限制了這種傳統(tǒng)焊接方法的使用。另外一種更理想、經(jīng)過充分驗證且高效的焊接技術(shù)可促進(jìn)具有卓越服務(wù)特性的高質(zhì)量焊縫的生產(chǎn)，這種焊接技術(shù)源自基于光子的制造技術(shù)，即激光焊接技術(shù)。激光焊接具有加工速度快、啟動和停止能力強(qiáng)、能量密度高、室溫和常壓可焊性好、工件易于操作、精度更高、污染最小、能源效率高、工藝靈活性好、熱影響區(qū)窄且隨后畸變更小等潛在優(yōu)點。這些特點使激光焊接成為迄今為止研究最多和目前應(yīng)用最廣泛的加工技術(shù)。
最近，與激光焊接和鈦基合金連接相關(guān)的出版物數(shù)量迅速增加。在科學(xué)引文索引擴(kuò)展(SCIE)數(shù)據(jù)庫中以“titanium”“Ti”和“激光焊接”為關(guān)鍵詞搜索，可以發(fā)現(xiàn)494篇文獻(xiàn)，包括400篇期刊文章、114篇會議論文和2篇書籍章節(jié)，這些文獻(xiàn)都呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢。在現(xiàn)有的494篇文獻(xiàn)中，自1999年后的20年里共455篇文獻(xiàn)被發(fā)表，如圖1所示。激光焊接的范圍不僅限于材料科學(xué)領(lǐng)域，因此可以根據(jù)科學(xué)數(shù)據(jù)庫中定義的類別對Ti基激光焊接的范圍進(jìn)行分類。圖2列出了前15個主要類別的樹狀圖，表明除了材料科學(xué)和工程外，鈦基激光焊接在生物醫(yī)學(xué)工程和牙科領(lǐng)域也很成熟，表明它們具有廣泛的適用性。
▲圖1 近年來發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)量不斷增加
▲圖2 基于科學(xué)分類的網(wǎng)絡(luò)出版物樹圖
在較早的文獻(xiàn)綜述中，有一些文章討論了激光焊接監(jiān)測、激光混合焊接或真空下的激光焊接，而有些則只關(guān)注汽車應(yīng)用的前景。其他則是一些特定的材料，如硝基醇和大塊金屬玻璃、銅和Mg、Al和Al-Li的輕金屬合金。就作者所知，對具有重要商業(yè)意義的鈦及其合金激光焊接的具體評論尚未涉及。隨著期刊文章發(fā)表的不斷增加，結(jié)合激光焊接鈦合金的顯微組織、相變和力學(xué)性能等特點，對激光焊接鈦合金的作用進(jìn)行詳細(xì)的文獻(xiàn)綜述已成為必要。審查內(nèi)容包括相關(guān)的問題和困難，采取的補(bǔ)救措施以及未來科學(xué)家進(jìn)行研究需要預(yù)見的差距。該論文還打算通過科學(xué)證據(jù)探索和突出當(dāng)前和潛在的應(yīng)用，以支持激光焊接用于更廣泛的工業(yè)應(yīng)用。
鈦及其合金的激光焊接采用相似材料和不同的材料組合進(jìn)行。然而，為了縮小本文的研究范圍，對鈦合金類似焊接的有限課題進(jìn)行了研究?？偟膩碚f，研究人員已經(jīng)努力研究和優(yōu)化工藝參數(shù)對不同類型Ti合金的影響。對檢查焊縫的小孔形成機(jī)制、孔隙發(fā)展、熱流和幾何特征至關(guān)重要的基礎(chǔ)研究已經(jīng)伴隨著實驗和模擬公式。同樣，為了提高接頭強(qiáng)度和抑制金屬間化合物(IMC)的形成，采用了不同的焊接技術(shù)，對不同的焊接研究進(jìn)行了剖析。因此，研究人員專注于激光偏移、焊接釬焊和混合焊接技術(shù)等激光加工方法的替代改進(jìn)，并通過使用填充材料或添加單個或多個夾層對材料系統(tǒng)進(jìn)行了改變。此外，還研究了接頭類型、凹槽形狀和凹槽角度對接頭效率的影響。
以下各節(jié)系統(tǒng)地總結(jié)了用于評估機(jī)械性能的不同表征技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)以及鈦基激光焊接的一般應(yīng)用。同時，還對鈦及其異種對應(yīng)物的不同焊接方法進(jìn)行了詳細(xì)回顧。
研究人員采用了不同的技術(shù)來表征鈦基焊接接頭的材料和力學(xué)方面。在完成實驗工作后，樣品被準(zhǔn)備用于微觀結(jié)構(gòu)檢查或進(jìn)一步的機(jī)械測試。通過光學(xué)顯微鏡進(jìn)行初步檢查以揭示微觀結(jié)構(gòu)，并使用特殊的色調(diào)過濾器來獲得基于顏色的顆粒圖。焊縫的幾何形狀和微觀結(jié)構(gòu)特征通過連接到能量色散X射線光譜儀的掃描電子顯微鏡進(jìn)行評估，給出了一些原始的結(jié)果，這些結(jié)果提供了化學(xué)成分、元素和相組成的分析。
然而，為了詳細(xì)地觀察樣品的微觀結(jié)構(gòu)，包括所有特征、確定樣品的相和研究樣品的晶體取向，高分辨率透射電子顯微鏡(HRTEM)是首選。HRTEM同樣需要將樣品切割成非常薄的切片，然后進(jìn)行電拋光。X射線衍射(XRD)已被專門用于檢測熔合區(qū)(FZ)中存在的初級相和IMC相，以及焊接和斷裂表面的界面。此外，XRD還可以獲取焊接接頭的殘余應(yīng)力分布，而原位高能XRD研究還可以顯示焊接接頭的晶格參數(shù)，并且根據(jù)熱循環(huán)可以顯示堆疊衍射圖。通過相對可靠且很少使用的電子探針X射線微量分析儀(EPMA)，可以更容易識別熔池對流過程中的元素擴(kuò)散和精確分布以及C、O和N等雜質(zhì)的存在。
電子背散射衍射(EBSD)是一種相對較新的應(yīng)用技術(shù)，通過逆極圖、晶界圖和獨特的粒色圖，顯示了晶粒尺寸、高角晶界、錯位方向和相對于熱流方向的生長方向。然而，EBSD的樣品制備需要嚴(yán)格的措施來拋光。為了檢索化學(xué)鍵形成數(shù)據(jù)和了解Ti基聚合物的接頭的鍵合機(jī)制，近年來X射線光電子能譜(XPS)已被廣泛利用。對于焊縫或斷裂表面，還沒有進(jìn)行過原子力顯微鏡下的微納米級表面形貌測量。焊接過程中的現(xiàn)場溫度測量是使用紅外熱像儀和熱電偶進(jìn)行的，因為這些信息對于評估一段時間內(nèi)的峰值溫度和冷卻速率至關(guān)重要。表面粗糙度以及接縫和表面輪廓的測量是由粗糙度測試儀進(jìn)行的。物理特性和焊接完整性(包括裂紋和缺陷)通過染料滲透檢查和泄漏試驗進(jìn)行測量。焊接接頭的機(jī)械特性極其重要，需要仔細(xì)檢查硬度、彈性模量、疲勞、拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)和斷裂強(qiáng)度以及殘余應(yīng)力等特性。為了獲得與晶粒尺寸有關(guān)的信息，已使用ImageJ等圖像處理程序通過線性截距法估計平均晶粒尺寸分布。
由于Ti在高溫下是敏感的和反應(yīng)性的，因此在開始焊接處理之前需要非常小心。在焊接過程開始時的表面處理可能是相應(yīng)焊縫幾何形狀、夾雜物和激光束吸收以產(chǎn)生小孔的決定性因素。通常，采用噴砂、化學(xué)清潔和研磨等處理方法，而已確定黑色油漆和石墨涂層會對強(qiáng)度產(chǎn)生影響。為了去除毛刺，在鑄造或冷加工后，可以使用奧氏體不銹鋼鋼絲刷。開始焊接操作前的激光清潔可以隨后改善表面特性并提高可焊性?；瘜W(xué)清洗能夠去除污染物和氧化物，并最終增強(qiáng)激光束的吸收。一些作者報道了在(HF:HNO3:H2O=1:4:5)的溶液中酸洗的方法，用37%的磷酸和丙酮沖洗，然后用超聲波清洗去除焊接前的表面氧化物。在烤箱中干燥以去除水分，這也可能會影響加工過程。
為了揭示微觀結(jié)構(gòu)，根據(jù)所調(diào)查的材料種類進(jìn)行了金相處理。重量損失和動電位極化檢查可以幫助獲得有關(guān)焊縫在各種腐蝕環(huán)境中的耐腐蝕性能的有用知識。
2.3 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范
所進(jìn)行的焊接和機(jī)械測試應(yīng)符合眾多既定和公認(rèn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。然而，焊接標(biāo)準(zhǔn)并不是專門為激光焊接而制定的，而是旨在涵蓋廣泛的熔焊技術(shù)。例如，美國焊接協(xié)會(AWS)標(biāo)準(zhǔn)AWSD17.1:2001已被用于Ti-6Al-4V的激光束焊接，盡管該標(biāo)準(zhǔn)適用于通用熔焊。同樣，歐洲標(biāo)準(zhǔn)BSEN4678:2011中包含的用于飛機(jī)應(yīng)用的金屬材料的激光束焊接特定標(biāo)準(zhǔn)符合Ti基焊接接頭的焊接標(biāo)準(zhǔn)。該研究工作已被指定用于需要極其嚴(yán)格的焊縫檢測標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的航空航天應(yīng)用。作者需要參考專門針對鈦合金實施的指南，同時解釋材料、填料、車間實踐、設(shè)備、工藝、缺陷修復(fù)等的使用，這些在AWS G24/G2.4 M:2007中有詳細(xì)描述。同樣，AWS還提供了Ti的結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范(D1.9/D1.9 M:2015和A5.16/A5.16 M:2013)，可用于以下研究實踐。
打磨和拋光焊接樣品以及隨后的圖像分析細(xì)節(jié)和規(guī)范可在本參考文獻(xiàn)中找到。關(guān)于評估焊接試樣的疲勞試驗增長率，作者遵循了ASTM E647標(biāo)準(zhǔn)。如果金屬的硬度值超過20HRC，使用洛氏硬度測試儀進(jìn)行硬度評估需要ASTM-E18指南，用于特殊用途和有色合金材料。根據(jù)ASTM-E8M04和ASTM E3-13a規(guī)范，從焊接部分制備拉伸樣品并在室溫下進(jìn)行測試。一些常用的標(biāo)準(zhǔn)是ASTM e3-11(金相試樣制備)、ASTM E384-11e1(顯微硬度測量)、ASTM G1(腐蝕速率)、ISO 10271(電化學(xué)測試)、ISO 17642-3:2005(E)(破壞性焊接測試)、HRN EN ISO 14 175:2008(保護(hù)氣體)、B4.0(焊接機(jī)械測試、EN 10002-1(拉伸測試)、ASTM E23(V型缺口沖擊實驗)和ASTM E647(疲勞裂紋擴(kuò)展速率)。
與鈦合金激光焊接相關(guān)的主要應(yīng)用(圖3)包括生物醫(yī)學(xué)設(shè)備制造、整形外科和假肢植入、運(yùn)動器材、航空航天結(jié)構(gòu)和發(fā)動機(jī)模塊以及關(guān)鍵的石油化工結(jié)構(gòu)等的制造。圖3(a)顯示了牙科框架典型部分的命名，圖3(b)顯示了通過激光焊接進(jìn)行的框架修復(fù)。在圖3(c)中，將Ti棒與Ti種植體進(jìn)行激光焊接，作為豬下頜的離體裂口，并拍攝熱像儀圖像以確定溫度分布。同樣，激光焊接技術(shù)也用于修復(fù)和制造正畸微型種植體。頭部經(jīng)過銑削以校正C型種植體的角度，如圖3(d)，用失蠟技術(shù)制作舌部的基臺(圖3(e))。此后，這些現(xiàn)成的C型種植體頭部零件隨后與基臺的定制舌側(cè)部分進(jìn)行激光焊接，如圖3(f)所示。同樣，可摘局部義齒上的扣環(huán)的激光焊接如圖3(g)所示，激光焊接的牙科框架如圖3(h)所示。如圖3(i)所示，功能性電池驅(qū)動微刺激器(FEBPM)的釬焊外殼組件的孔眼到套圈的制造也需要激光焊接。除了生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用外，由鈦和鈦合金制成的無縫管狀產(chǎn)品(圖3(j))的激光焊接在航空航天、海洋、化工、能源和運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域也越來越受到關(guān)注。圖3(k)顯示了作為激光束焊接不同聯(lián)合概念設(shè)計(AIRBUS)的乘客座椅軌道。
▲圖3 激光焊接在(a,b)牙科框架(c)鈦種植體(d、e和f)正畸微型種植體(g)可摘局部義齒(h)牙科框架(i)微刺激器(j)無縫管狀產(chǎn)品(k)乘客座椅軌道中的應(yīng)用。
由于更高的特異性強(qiáng)度、抗疲勞性和抗蠕變性、低彈性模量以及良好的生物相容性和出色的耐腐蝕性，這些應(yīng)用已被人們意識到。激光焊接用于制造由含鉑的Ti合金制成的厚壁管，以增強(qiáng)涉及熱交換器管道的應(yīng)用的耐腐蝕性。如Peter等人所提出的，發(fā)明涉及使用填充材料在熔池中獲得預(yù)先確定的成分，從而提高異種Ti-Fe金屬的可焊性。同樣，為了保持Ti-Ti合金的焊接強(qiáng)度，Kakimi等人提出了一種Ti(0-3 wt% Al)填充材料。同樣，William等人開發(fā)了基于金屬陶瓷的復(fù)合接頭。
鈦合金的激光束不同焊接在飛機(jī)發(fā)動機(jī)(燃?xì)廨啓C(jī)葉片、機(jī)艙中心梁框架和大艙壁)的結(jié)構(gòu)應(yīng)用中非常重要。飛機(jī)氣動系統(tǒng)使用焊接鈦接縫從發(fā)動機(jī)中排出熱空氣。在飛機(jī)機(jī)身制造中，由鈦合金制成的機(jī)翼隨后可以與鋁機(jī)身連接，從而表明不同焊接的應(yīng)用。Ti-3Al-2.5V焊接管由于其出色的冷成型性而廣泛用于燃料傳輸和液壓管線。
激光在制造業(yè)和生物材料領(lǐng)域的發(fā)展趨勢可以通過已經(jīng)申請或接受的專利來實現(xiàn)，這些專利用于制造各種設(shè)備和材料，例如微機(jī)電元件、支架、假肢關(guān)節(jié)、樹脂薄膜精密生物醫(yī)學(xué)設(shè)備、植入物、生物傳感器、電池和其他醫(yī)療器械等。用于電池和心臟起搏器的薄鋁箔需要焊接到鈦上。
植入裝置的密封(如套圈)可以用激光進(jìn)行，而不損壞電子封裝組件。類似地，由支架體和墊片組成的鈦基正畸制品通常是焊接的。髖關(guān)節(jié)植入物需要通過焊接連接多孔的網(wǎng)狀表面。隨著近年來基于光子材料加工技術(shù)的進(jìn)步，它的未來也被設(shè)想用于更多生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，這一點是十分重要的。例如，激光焊接可用于鎳鈦腔內(nèi)假體裝置的支架的遠(yuǎn)端和近端支柱的連接端。早在1982年就報道了用鈦基材料焊接透明含硅材料(Corning GlassTm)的焊接布置系統(tǒng)。還制造了需要金屬件位于冠部構(gòu)件的外表面上的運(yùn)動設(shè)備，例如高爾夫球桿。
激光焊接允許使用范圍廣泛的參數(shù)來精確控制熱輸入，這是以前無法實現(xiàn)的。例如，與其他傳統(tǒng)熔融焊接技術(shù)相比，激光束焊接允許更高的焊接速度。激光焊接的快速性以及卓越的生產(chǎn)力和過程的可重復(fù)性使其適用于需要自動化的行業(yè)。焊縫的形成和質(zhì)量受工藝參數(shù)的影響很大，脈沖激光參數(shù)的影響更大。例如，在不同材料的焊接中，由于熱性質(zhì)的差異，F(xiàn)Z中的熔池尺寸是不對稱的。對于熱導(dǎo)性相對較小的材料而言，熔池往往更大。除了熱物理特性外，材料在入射激光束波長下的吸收特性會影響工藝效率、小孔穩(wěn)定性、穿透深度，并可能導(dǎo)致缺陷的形成。圖4比較了室溫下各種金屬材料的能量吸收率，表明Ti具有相當(dāng)好的吸收特性。然而，一些金屬的吸收率在達(dá)到熔化溫度時會增加，它們的參考值在Xie等人的早期工作中有所說明。因此焊接特性變得依賴于材料的熱物理特性。一些需要考慮的重要參數(shù)可以進(jìn)行相應(yīng)的分類：
1-激光相關(guān)：有源介質(zhì)、脈沖或連續(xù)光束、脈沖持續(xù)時間、脈沖頻率、掃描速度、功率密度、峰值功率、入射角、功率平均值、光斑大小、光束位置等。
2-材料相關(guān)：熱物理特性、合金成分、熱處理、幾何尺寸、微觀結(jié)構(gòu)和接頭結(jié)構(gòu)。
3-保護(hù)氣體：氣體流量、成分、結(jié)構(gòu)和入射角。
4-填充材料：成分、幾何尺寸和熱物理特性。
▲圖4 室溫下不同金屬材料在Nd:YAG激光(1064nm)相互作用下的吸收率。
不同材料的電導(dǎo)率差異直接影響焊縫的對稱性、成分和不對稱熱傳輸。先前的一項研究掃描了正常接收到的鈦板滾動方向的激光束。要連接的材料和接頭配置以及端部形狀之間的間隙是可以推導(dǎo)出焊接熔池幾何形狀的參數(shù)。激光焊接操作完全是一個復(fù)雜的參數(shù)云，因此可以推導(dǎo)出熔池的形狀和特性，從而演化出焊接區(qū)域。
激光焊接可以在連續(xù)波(CW)模式或脈沖波(PW)模式下進(jìn)行。PW模式提供了更好的控制、更平滑的接縫特性，同時產(chǎn)生更深的滲透。這是因為在CW模式下，可以控制的掃描速度、激光功率和間隔距離等參數(shù)數(shù)量較少。然而在PW模式下，除了掃描速度和焦距之外，還可以控制更多的參數(shù)，如脈沖功率、脈沖持續(xù)時間、脈沖形狀、脈沖重復(fù)率。通過控制更多的參數(shù)，PW激光焊接具有熱輸入低、焊接周期更短、能量輸入位置精度更高以及能夠連接小部件的優(yōu)點。
熔池特性、產(chǎn)生的相成分、焊縫的機(jī)械性能和失效模式都受到工藝中采用的脈沖分布的強(qiáng)烈影響。脈沖輸入已經(jīng)能夠有效地減少IMC的形成并提高不銹鋼(SS)/Ti基焊縫的均勻性。與矩形脈沖剖面相比，斜坡下降剖面?zhèn)鬏數(shù)哪芰枯^少，從而減少了對流液體流動，從而減小焊縫尺寸。較小的Marangoni流動導(dǎo)致兩相的混合程度較低，從而降低了最終影響斷裂模式的脆性IMC形成的可能性。穿透深度和熔池寬度也是脈沖寬度和峰值功率的函數(shù)，如在Ti-6Al-4V的焊縫中所示。
與PW接頭相比，Ti-2Al-1.5Mn的CW接頭在焊縫凹面邊緣的應(yīng)力集中系數(shù)更高。較低的脈沖能量會在Ti-6Al-4V中產(chǎn)生一個淺而窄的熔池，這個熔池相對于高脈沖能量焊縫更加平滑。脈沖重疊也是影響擊中點區(qū)域的脈沖組的一個因素。如脈沖能量、脈沖持續(xù)時間、脈沖重復(fù)率和行進(jìn)速度等工藝參數(shù)的組合決定了重疊系數(shù)值。通過增加重疊、重新熔化和重新凝固，下一個脈沖的預(yù)熱區(qū)域會擴(kuò)大。
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