不锈钢激光焊接出现变形问题的解决方案

　　激光技术在制造业中的应用是各国研究的焦点。随着工业发展对高效、环保和自动化的需求，激光技术的应用迅速扩展到许多制造领域。在此基础上，激光焊接技术将成为激光应用的重要方面之一，激光焊接是激光加工技术应用的重要组成部分，是21世纪最引人注目、最有前途的焊接技术。

　　早在上世纪末，欧美国家就已经将激光焊接充分应用于工业生产。中国在加快激光焊接技术研发的同时，逐步建立了产学研相结合的发展体系。一些领域也取得了重大突破。

　　随着工业制造的发展，高效、灵活和环保的加工技术将受到青睐。 激光焊接采用高能束聚焦方法，可以实现深焊、快焊等焊接过程中难以实现的焊接过程。特别是激光焊接设备灵活，实时在线检测技术成熟，大量激光焊接生产线已投入工业生产，实现大规模生产自动化。

　　实践证明，激光焊接在加工业中应用广泛基本上，它可以用于传统焊接技术领域，可以胜任激光焊接，具有较高的焊接质量和较快的加工效率。

　　使用激光技术的焊接技术

　　激光焊接是一种利用激光辐射能量实现有效焊接的工艺 其工作原理是激发激光活性介质(如CO2和其他气体的混合物、钇铝石榴石晶体等)。)以特定的方式。空腔中的往复振荡形成受激辐射束 当光束接触工件时，其能量被工件吸收，当温度达到材料熔点时，可以进行焊接。

　　1、激光焊接模式

　　激光焊接可分为热传导焊接和深熔焊接 前者的热量通过热传导扩散到工件中，只有焊接表面熔化。工件内部没有完全穿透，基本上不会蒸发。主要用于低速薄壁。 材料焊接;后者不仅完全穿透材料，而且蒸发材料以形成大量等离子体。 由于热量很大，熔池前端会出现钥匙孔现象。

　　深熔焊可以完全穿透工件。输入能量高、焊接速度快，是应用最广泛的激光焊接方式

　　2、激光焊接焊缝形状和显微组织

　　由于激光产生的光斑尺寸小，焊缝周围的热影响区比普通焊接工艺小得多，激光焊接一般不需要填充金属，因此焊缝表面连续均匀，外观非常美观。 气孔和裂纹等表面缺陷非常适合焊接型材的关键应用。 尽管聚焦区域相对较小，但激光束的能量密度较大(通常为103至108W/cm2)

　　在焊接过程中，金属被迅速加热和冷却。 熔池周围的温度梯度相对较大，因此结合强度通常高于母材。 相反，接头塑性相对较低 目前，双焦点技术或复合焊接技术可以提高接头质量

　　3、激光焊接的优缺点

　　激光焊接如此受重视的原因在于其独特的优势:

　　1)、激光焊接可以实现高质量的接头强度、大纵横比和更快的焊接速度。

　　2)、由于激光焊接不需要真空环境，因此可以通过透镜和光纤实现远程控制和自动生产。

　　3)、激光器功率密度高，对难以焊接的材料(如钛、应时等)具有良好的焊接效果。)，可以焊接不同性能的材料。

　　当然，激光焊接也有它的缺点:

　　1)、激光器和焊接系统部件比较昂贵，所以初始投资和维护成本比传统焊接工艺高，经济效益差。

　　2)、激光焊接的转换效率通常较低(通常为5%至30%)，因为固体材料对激光的吸收率较低，尤其是在等离子体出现后(等离子体对激光有吸收作用)

　　3)、由于激光焊接焦点小，工件连接设备精度高，设备偏差小，加工误差大。

　　随着激光焊接的普及和激光的商业化生产，激光设备的价格急剧下降。 大功率激光器的发展和新型复合焊接方法的开发和应用也改善了激光焊接转换效率的不足。 据信，在不久的将来，激光焊接将逐渐取代传统的焊接工艺(如电弧焊和电阻焊) 成为工业焊接的主要方式 不锈钢作为一种新型材料，因其耐腐蚀性和成型性而广泛应用于航空航天、汽车零部件等领域。 激光焊接在不锈钢的应用中起着非常重要的作用，特别是在汽车工业中，所有的车身都是通过焊接连接在一起的。 然而，由于诸多因素，不锈钢板焊接存在变形问题，难以控制，不利于相关领域的可持续发展。 因此，加强不锈钢板激光焊接变形的研究具有重要意义。

　　焊接变形的危害和影响焊接变形的主要因素

　　影响焊接变形的主要因素是焊接电流、脉冲宽度和频率 随着焊接电流的增加，焊缝宽度增大，飞溅现象逐渐发生，导致焊缝表面氧化变形，并伴有粗糙度。当脉冲宽度达到一定水平时，脉冲宽度增加，增加了焊接接头的强度。 材料表面的传热能耗也会增加 蒸发导致液体从熔池中溢出，导致焊点的横截面积较小，从而影响焊点强度。 焊接频率对不锈钢板焊接变形的影响与钢板厚度密切相关。 对于0.5毫米不锈钢板，当频率达到2Hz时，焊接重叠率较高。当频率达到5Hz时，焊缝严重烧伤，热影响区变宽，变形大。 可见，加强焊接变形的有效控制势在必行

　　3避免激光焊接变形的有效对策

　　为了减少激光焊接变形问题，提高不锈钢板的焊接质量，我们可以从优化焊接工艺参数入手。 具体操作方法如下:

　　1)、正交试验的正面介绍正交试验主要指通过正交表分析和多因素试验安排的数理统计方法 它可以使用更少的测试来获得有效的结果并推断最佳的实现。 同时，可以进行深入分析，以获得更多相关信息，并为具体工作提供依据。 一般来说，焊接电流、脉冲宽度和激光频率被选为研究的重点对象。 焊接变形作为一个指标，控制在最小值，遵循合理的原则，因子水平控制在适当的范围内。 对于厚度为0.5毫米的不锈钢板，电流可控制在80至96伏安之间;频率在2到5 f/Hz之间

　　2)、正交表选择

　　正常情况下，试验因子的数量应与正交表中的级数一致 因子的数量应该小于正交表中的列数 正交表的合理设计可以为后续研究工作提供相应的支持和帮助

　　3)、试验结果范围分析

　　根据厚度为0.5毫米的不锈钢板的试验结果，各柱的范围不相等，证明了各元素的不同水平有其特殊的特点和不同的影响。 激光焊接变形的影响是电流、脉冲宽度和频率以及综合因素。最佳激光焊接工艺参数应由电流85A、脉冲宽度7ms、频率3Hz控制。控制焊接参数的三个值可以保证最小厚度为0.5毫米的不锈钢板的焊接变形

　　对于厚度为0.8毫米的不锈钢板，当变形最小化时，电流、脉冲宽度和频率等参数应分别控制在124安、8毫秒和4赫兹。 焊缝的抗拉强度 厚度为1毫米的不锈钢板分别为160、11毫秒和5Hz。 在激光焊接过程中，焊接人员将参数控制在合理的范围内，不仅可以提高焊接质量和效率，而且可以避免钢板变形，满足生产要求 随着科学技术的飞速发展，焊接变形控制技术也得到了发展。例如，有限元模拟在焊接变形控制中的应用，通过避免焊接温度和应力引起的焊接变形问题，改进了焊接变形技术。 不锈钢板的应力平衡可以避免钢板的焊接变形，同时也可以提高焊接质量，促进相关领域的健康发展。

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