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不銹鋼管激光環(huán)縫焊

激光不銹鋼縫焊機(jī)的工件形變對焊縫表層成型有著不可忽視的影響，激光深熔焊焊縫表層形態(tài)，通常研究認(rèn)為是因?yàn)槿鄢刂斜砻鎻埩Ψ植?、熔池?nèi)部壓強(qiáng)與大氣壓之差一同確定的。當(dāng)激光剛照射在一塊各向同性平面板材的表層時，工件上表層激光作用區(qū)域溫度驟然上升，照射區(qū)域內(nèi)材料因受熱膨脹而遭受周邊冷基體的障礙，進(jìn)而在該區(qū)域內(nèi)形成壓應(yīng)力，并造成 板材出現(xiàn)輕微的向下翹曲。

當(dāng)激光再次作用時，工作上表面溫度再次上升，壓應(yīng)力增加，不僅如此，材料的屈服極限隨溫度的上升而降低，到一定階段，材料屈服極限低于其周邊的壓應(yīng)力數(shù)值，這一部分材料出現(xiàn)屈服形變，并形成堆積；在激光連續(xù)作用下，照射區(qū)域內(nèi)的一部分材料逐漸熔化，形成熔池，其屈服強(qiáng)度將為零，在周邊介質(zhì)的擠壓下，熔池液面上升并在表面張力作用下形成曲面。另外，照射區(qū)域內(nèi)的壓應(yīng)力獲得一部分釋放，板材的翹曲程度減小。

當(dāng)激光停止作用后，熔池內(nèi)的液體在其上方氣體以及周邊介質(zhì)的冷卻作用下快速降溫凝固，凝固后的表層保持了凝固前的液面形態(tài)，進(jìn)而形成了焊縫表層的突起。接著周邊材料的溫度也隨著降低，因?yàn)楹缚p以及周邊區(qū)域出現(xiàn)永久性形變，工件表層焊縫周邊各點(diǎn)已無法完全恢復(fù)其在激光作用前的位置，進(jìn)而在工件上部形成新的殘余拉應(yīng)力，并最后造成 工件形成一定程度的向上翹曲。當(dāng)激光功率、掃描速度等工藝參數(shù)不另外，單位時間內(nèi)注入工件的能量也不一樣，熔池大小和熱干擾區(qū)的范圍等也將產(chǎn)生變化，這必定會干擾熱應(yīng)力的大小和分布，進(jìn)而造成 焊縫表層突起程度的改變。這就給予了一類可能性，即根據(jù)選取適合的工藝參數(shù)來控制焊縫表層形態(tài)。

在實(shí)際應(yīng)用中，激光深熔型焊接焊縫表層通常會形成一定高度的突起（或一定深度的塌陷）。但在某些特定的應(yīng)用環(huán)境下，對焊后表層要求相當(dāng)高，不允許有肉眼看得見的不平整。因而，研究激光焊焊縫表層形態(tài)的影響因素，即表層突起的成因及相應(yīng)的消除辦法就極很有必要。

激光焊具備的獨(dú)特優(yōu)勢

（1）、能量密度高,熱輸入量小,焊接形變小,能獲得窄的熔化區(qū)和熱影響區(qū)及其熔深大的焊縫

（2）、冷卻速度快,焊縫組織微細(xì),故焊接接頭性能良好

（3）、焊接能量可精準(zhǔn)操縱,可靠性高,對于各種的要求有較高的適應(yīng)性

（4）、可進(jìn)行微型焊接。激光束經(jīng)聚焦后可獲得很小的光斑，且能精確定位，可應(yīng)用于大批量自動化生產(chǎn)的微、小型工件的組焊中。

（5）、能在室溫或特殊條件下進(jìn)行焊接，激光焊接設(shè)備裝置簡單。例如，激光通過電磁場，光束不會偏移；激光在真空、空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊，并能通過玻璃或?qū)馐该鞯牟牧线M(jìn)行焊接。

（6）可焊接難熔材料如鈦等，并能對異性材料施焊，效果良好。

（7）激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接時，深寬比可達(dá)5：1，最高可達(dá)10：1。

（8）可焊接難以接近的部位，施行非接觸遠(yuǎn)距離焊接，具有很大的靈活性。尤其是近幾年來，在YAG激光加工技術(shù)中采用了光纖傳輸技術(shù)，使激光焊獲得了更為廣泛的推廣和應(yīng)用。

（9）激光束易實(shí)現(xiàn)光束按時間與空間分光，能進(jìn)行多光束同時加工及多工位加工，為更精密的焊接提供了條件。