不銹鋼材作為一種新型材料，憑借自身具有耐腐蝕性、成型性等特點，在航空航天、汽車配件等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。而激光焊接在不銹鋼中的應(yīng)用占據(jù)十分重要的位置，特別是汽車行業(yè)，車身全部采用焊接方式連接。但是，受到諸多因素的影響，不銹鋼板焊接存在變形問題、且控制難度較大、不利于相關(guān)領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展。因此，加強(qiáng)對不銹鋼板激光焊接變形的研究具有重要意義。

激光焊接機(jī)主要是指利用激光能作為熱源融化并連接工件的一種焊接方法。激光焊接過程中，激光照射到被焊接材料表面，與其產(chǎn)生作用，一部分被反射、余下的被吸收，進(jìn)入材料內(nèi)部，完成焊接目標(biāo)。簡而言之，激光焊接的過程是使用經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后具有的高功率激光束，照射到被焊材料表面，然后充分利用材料對光能吸收來進(jìn)行加熱等處理經(jīng)過冷卻形成焊接接頭的一種融化焊接過程。通常情況下，激光焊接主要分為熱導(dǎo)焊與深熔焊兩類。


一、焊接變形產(chǎn)生的危害及影響焊接變形的主要因素：

影響焊接變形的主要因素有焊接電流、脈寬及頻率遙。焊接電流增加，焊縫寬度也隨之增加，逐漸出現(xiàn)飛濺等現(xiàn)象，導(dǎo)致焊縫表面出現(xiàn)氧化變形情況，并伴有粗糙感；脈沖寬度增加，使得焊接接頭強(qiáng)度增加，當(dāng)脈沖寬度達(dá)到一定程度時，材料表面的熱傳導(dǎo)能量消耗也隨之增加，蒸發(fā)使得液體從熔池中濺出，導(dǎo)致焊點截面積變小，影響接頭強(qiáng)度；焊接頻率對不銹鋼板焊接變形的影響與鋼板厚度等方面息息相關(guān)，如針對0.5mm不銹鋼板來看，當(dāng)頻率達(dá)到2Hz時，焊縫重疊率較高；而當(dāng)頻率達(dá)到5Hz時，焊縫灼燒嚴(yán)重，熱影響區(qū)范圍較廣，產(chǎn)生變形情況。由此可見，加強(qiáng)對焊接變形的有效控制勢在必行。

二、避免激光焊接變形的有效對策：

為了減少激光焊接變形問題，提高不銹鋼板焊接質(zhì)量，可以從優(yōu)化焊接工藝參數(shù)入手，具體操作方法如下：

01、積極引進(jìn)正交實驗法

正交實驗法主要是指一種通過正交表分析和安排多因素試驗的數(shù)理統(tǒng)計方法。其能夠利用較少的試驗獲取有效的結(jié)果，并推斷出實施方案。同時，還能夠進(jìn)行深入分析，獲取更多相關(guān)信息，為具體工作提供依據(jù)。一般選擇焊接電流、脈沖寬度及激光頻率等作為考察對象，將焊接變形視為指標(biāo)，并堅持合理原則，將因素水平控制在適當(dāng)范圍內(nèi)。如對于厚度為0.5mm的不銹鋼板，電流可以控制在80~96I/A之間；頻率為2~5f/Hz之間等。

02、正交表的選擇

通常情況下，試驗因素水平數(shù)應(yīng)與正交表中的水平數(shù)相一致，因素個數(shù)應(yīng)小于正交表中的列數(shù)，合理設(shè)計正交表能夠為后續(xù)研究工作提供相應(yīng)支持和幫助。

03、試驗結(jié)果極差分析

通過對厚度為0.5mm不銹鋼板試驗結(jié)果來看，每列極差均不相等，證明各要素不同水平具有特殊性，產(chǎn)生的影響也不盡相同，對激光焊接變形影響依次為電流、脈寬及頻率，綜合各項因素，激光焊接工藝參數(shù)應(yīng)將電流控制85A，脈寬為7ms，頻率為3Hz，將焊接工藝參數(shù)控制在三個數(shù)值能夠保障厚度為0.5mm不銹鋼板焊接變形小。

對于不銹鋼板厚度為0.8mm的不銹鋼板，在滿足焊縫抗拉強(qiáng)度基礎(chǔ)上確保變形小時，應(yīng)將電流、脈寬及頻率等參數(shù)分別控制在124A、8ms、4Hz。而厚度為1mm的不銹鋼板分別為160A、11MS、5Hz。在激光焊接過程中，焊接人員將各項參數(shù)控制在合理范圍內(nèi)，不但能夠提高焊接質(zhì)量和效率，且能夠避免鋼板變形，滿足生產(chǎn)需求。隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，控制焊接變形技術(shù)也隨之發(fā)展，如有限元模擬在焊接變形控制中的應(yīng)用等，通過借助焊接溫度及應(yīng)力避免焊接變形問題，提升不銹鋼板應(yīng)力均衡性，在避免鋼板焊接變形的同時，還能夠提高焊接質(zhì)量，從而促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域健康發(fā)展。

 

4、結(jié)論：

根據(jù)上文所述，激光焊接工藝作為一種有效焊接技術(shù)，在提高焊接質(zhì)量等方面發(fā)揮著積極作用。但是，受到激光電流等因素的影響，不銹鋼板激光焊接存在變形等問題。對此，焊接人員可以采取正交實驗法獲取不同厚度鋼板工藝參數(shù)，結(jié)合參數(shù)進(jìn)行焊接工作，不斷提高焊接質(zhì)量，從而避免鋼板變形情況的發(fā)生。

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