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不銹鋼管激光環縫焊

激光不銹鋼縫焊機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，通常研究認為是因為熔池中表面張力分布、熔池內部壓強與大氣壓之差一同確定的。當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域溫度驟然上升，照射區域內材料因受熱膨脹而遭受周邊冷基體的障礙，進而在該區域內形成壓應力，并造成 板材出現輕微的向下翹曲。

當激光再次作用時，工作上表面溫度再次上升，壓應力增加，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力數值，這一部分材料出現屈服形變，并形成堆積；在激光連續作用下，照射區域內的一部分材料逐漸熔化，形成熔池，其屈服強度將為零，在周邊介質的擠壓下，熔池液面上升并在表面張力作用下形成曲面。另外，照射區域內的壓應力獲得一部分釋放，板材的翹曲程度減小。

當激光停止作用后，熔池內的液體在其上方氣體以及周邊介質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，進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，因為焊縫以及周邊區域出現永久性形變，工件表層焊縫周邊各點已無法完全恢復其在激光作用前的位置，進而在工件上部形成新的殘余拉應力，并最后造成 工件形成一定程度的向上翹曲。當激光功率、掃描速度等工藝參數不另外，單位時間內注入工件的能量也不一樣，熔池大小和熱干擾區的范圍等也將產生變化，這必定會干擾熱應力的大小和分布，進而造成 焊縫表層突起程度的改變。這就給予了一類可能性，即根據選取適合的工藝參數來控制焊縫表層形態。

在實際應用中，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）。但在某些特定的應用環境下，對焊后表層要求相當高，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的影響因素，即表層突起的成因及相應的消除辦法就極很有必要。

激光焊具備的獨特優勢

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

（2）、冷卻速度快,焊縫組織微細,故焊接接頭性能良好

（3）、焊接能量可精準操縱,可靠性高,對于各種的要求有較高的適應性

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

（5）、能在室溫或特殊條件下進行焊接，激光焊接設備裝置簡單。例如，激光通過電磁場，光束不會偏移；激光在真空、空氣及某種氣體環境中均能施焊，并能通過玻璃或對光束透明的材料進行焊接。

（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5：1，最高可達10：1。

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

（9）激光束易實現光束按時間與空間分光，能進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。