钛阳极板焊接现状及激光焊接解决方案

　　一、钛合金阳极板应用介绍

　　钛合金阳极板广泛应用于：污水处理、氯碱工业、有色金属提取、离子水制造、海水淡化、电镀、蚀刻液铜回收等行业。其基本工作原理为阳极氧化。如污水处理行业，钛合金阳极板作为关键部件，不仅起传递电流作用，而且还对有机物氧化降解起催化作用，可直接在阳极表面上氧化降解有机物，使污水中的有机物通过电化学转化，直接或间接转化为CO2和水，在此过程中由于不造成污染，被称为绿色水处理。

　　二、钛合金阳极板焊接现状

　　钛合金阳极板目前焊接方式主要以传统焊接方法为主，对于平面阳极板焊接（平面状或状平板），越来越多地采用方案。如下图所示：

　　上述平板或平面片与边框条焊接（T型接头焊接），可方便地切换为焊接，进而提高生产效率、减轻劳动强度及焊接变形（尤其对于大幅面或厚度较薄时）。

　　阳极平板或片呈波浪状时与边框条的焊接，目前还无法摆脱传统手工焊接模式，且需要经验丰富的操作人员。波浪状片如图所示：

　　如上图，钛合金片结构为波浪状，采用传统焊接工艺与边框条焊接时，考虑到焊接强度、焊接变形、产品结构及焊接区域存在镂空等因素，难以实现自动化。针对这种结构片焊接，采用传统焊接时存在下述固有缺点：

　　（a）焊接变形量大，需增加焊后校平工序；

　　（b）生产效率低，片为波浪状，需采用双面焊接工艺，无法做到单面焊双面成型；

　　（c）需添加焊材，由于一侧为状，必须添加焊材保证焊接效果；

　　（d）焊接工艺稳定性差，一方面片波浪结构中间区域与边框条无法施焊；另一方面，为减小变形量，只能采取断续焊接工艺，不能满焊。

　　手工焊接效果

　　三、焊接解决方案

　　1．样品情况

　　如上图，片与边框条材质为钛合金，片厚度 mm、波浪高度落差9mm、焊接长度960mm，钛合金中空部分为菱形结构。

　　2．焊接目标

　　（1）片与边框条接触部位实现满焊；

　　（2）焊接强度不低于传统工艺；

　　（ ）可以实现单面焊双面成型；

　　（4）无需焊材；

　　（5）焊接变形量：焊接方向＜0．1mm，横向变形＜0．2mm。

　　．焊接效果

　　创鑫激光MFSC－1000W连续配合六轴工业机器人，采用具有知识产权的焊接工艺，优化焊接参数。焊接效果如下：

　　片波浪结构焊接效果

　　如上图，波浪结构片与边框条接触部位实现满焊，且已焊透，实现单面焊双面成型效果。无需焊材，焊接速度高达2．1m／min，焊后变形量满足焊前预期，无需后续校平工序，经测试，成品焊接强度大大优于传统焊接，已实现批量化生产。

　　四、创鑫MFSC－1000W连续光纤

　　MFSC－1000W单模连续光纤激光器采用水冷方式，它具有高功率、理想的光束质量、免维护、高电光转换效率等特性，可用于不锈钢、碳钢、铝、铜等金属材料的切割、焊接、钻孔，在钣金切割、五金加工、家电制造、汽车制造等领域应用广泛。

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