Com a contínua expansãoliga de titâniocampos de aplicação, os requisitos de qualidade de processamento de ligas de titânio estão se tornando cada vez mais rigorosos. O processamento mecânico inicial de materiais de titânio não consegue mais atender aos requisitos de precisão e resistência dos produtos. A introdução da tecnologia de processamento a laser atende aos requisitos de alto desempenho dos produtos. Os lasers são gerados por meio da emissão estimulada de radiação e ressonância de átomos.
Como uma nova tecnologia de processamento, o processamento a laser foi integrado a múltiplas disciplinas e gradualmente adaptado a diversas áreas de aplicação após mais de sessenta anos de pesquisa e desenvolvimento. As tecnologias atuais de processamento a laser para ligas de titânio incluem principalmente soldagem a laser, corte a laser, perfuração a laser e tratamento de superfície a laser. Este artigo se concentra na aplicação de soldagem a laser, tratamento de superfície a laser e corte a laser, e analisa os desafios e conquistas de pesquisa encontrados na tecnologia de processamento a laser.
1. Tecnologia de soldagem a laser
A soldagem a laser oferece vantagens como deformação mínima, sem radiação, alta densidade de energia, alta precisão de soldagem, alta eficiência de soldagem, velocidade de soldagem rápida, ajuste flexível de posição espacial e ausência de ambiente de vácuo. Tem sido amplamente utilizado nos campos da aviação e da construção naval, como na emenda de revestimentos de aeronaves, soldagem de revestimentos em longarinas, soldagem de asas em anteparas internas e soldagem de grandes estruturas de navios.
A julgar pelos resultados da pesquisa no país e no exterior, a soldagem a laser está concentrada principalmente em placas finas de liga de titânio porque a taxa de conversão de energia do laser é baixa na soldagem de ligas de titânio de grande e média espessura, e a absorvância relativa é baixa. Ao mesmo tempo, defeitos como rebaixamento, porosidade, oxidação, fragilização e rachaduras de soldagem são propensos a ocorrer durante a soldagem, e a qualidade da soldagem é instável.
2. Tecnologia de revestimento a laser
Embora as ligas de titânio tenham vantagens significativas, elas também apresentam desvantagens, como baixa dureza, baixa resistência, oxidação em alta-temperatura e baixa bioatividade. Portanto, a tecnologia de revestimento a laser pode combinar organicamente as vantagens do material base da liga de titânio com a resistência ao desgaste, resistência à corrosão e resistência à oxidação de materiais relacionados, melhorando assim a vida útil das ligas de titânio em vários campos.
O revestimento a laser é uma nova tecnologia de modificação de superfície que pode aumentar a resistência ao desgaste das ligas de titânio. Tem as vantagens de taxa de resfriamento rápida, alta temperatura de aquecimento instantâneo, boa compatibilidade entre a camada de revestimento e o material de base, impacto térmico mínimo na peça de trabalho, alta eficiência, economia de material e proteção ambiental. É utilizado principalmente no processamento de peças aeroespaciais, como na produção de pás de hélices de aeronaves e pás de turbinas de motores.
Conclusão
Embora as ligas de titânio e a tecnologia de processamento a laser tenham sido amplamente utilizadas em certos campos, alguns desafios permanecem. Embora as ligas de titânio sejam materiais de alto-desempenho, seu alto custo impediu sua ampla adoção em todos os campos. Portanto, reduzir o custo das ligas de titânio é uma tendência futura. As ligas de titânio contêm elementos caros, como nióbio, molibdênio e vanádio. Esses elementos podem ser substituídos por ferro, que possui desempenho semelhante. Técnicas de formação de formato quase{6}}rede-também podem ser usadas para reduzir custos.
Atualmente, as ligas de titânio ainda não conseguem atender totalmente aos requisitos de alto-desempenho da indústria da aviação, e a pesquisa de ligas de titânio-de alto desempenho é uma tendência inevitável.
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