激光焊接機焊接不銹鋼變形解決方法
日期：2024/12/23 5:46:21 作者：華馳激光 閱讀數：478激光技術在制造業中的應用是各國研究的重點。隨著工業發展對高效，環保和自動化的需求，激光技術的應用已迅速擴展到許多制造領域。在此基礎上，激光焊接工藝將成為激光應用的重要方面之一。
激光焊接是激光加工技術應用的重要組成部分，是21世紀最引人注目，最有前途的焊接技術。
早在上世紀末，歐美國家就已將激光焊接全面應用于工業生產。在加快激光焊接技術研發的同時，中國逐步建立了產學研結合的發展體系。個別領域也取得了重大突破。
隨著工業制造業的發展，高效，靈活，環保的加工技術將受到青睞。激光焊接采用高能束聚焦方式，可以實現焊接過程中難以實現的深度焊接，快速焊接等焊接工藝，特別是激光焊接設備靈活，實時在線檢測技術成熟，能夠實現為了大規模生產自動化，大量激光焊接生產線已投入工業生產。
實踐證明，激光焊接廣泛應用于加工行業。基本上，可以使用傳統焊接技術領域，可以勝任激光焊接，焊接質量更高，加工效率更快。
采用激光技術的焊接技術
激光焊接是利用激光的輻射能量實現有效焊接的過程。其工作原理是：以特定方式激發激光活性介質(如CO2和其他氣體的混合物，YAG釔鋁石榴石晶體等)。腔中的往復振蕩形成受激輻射束。當梁與工件接觸時，其能量被工件吸收，并且當溫度達到材料的熔點時可以進行焊接。
1.激光焊接模式
激光焊接可分為導熱焊接和深熔焊接。前一種熱量通過熱傳導擴散到工件內部，只有焊縫表面熔化。工件內部未完全穿透，基本上不發生汽化，主要用于低速薄壁。材料的焊接;后者不僅完全穿透材料，而且蒸發材料以形成大量的等離子體。由于大的熱量，在熔池的前端發生鎖孔現象。
深穿透焊接可以徹底穿透工件。具有高輸入能量和快速焊接速度，是最廣泛使用的激光焊接模式。
2.激光焊接的焊縫形狀和微觀結構
由于激光產生的光斑尺寸較小，焊縫周圍的熱影響區比普通焊接工藝小得多，激光焊接一般不需要填充金屬，因此焊縫表面是連續均勻的，外表很美。諸如孔隙和裂縫之類的表面缺陷非常適用于焊縫輪廓至關重要的應用。盡管聚焦區域相對較小，但激光束的能量密度很大(通常為103至108W / cm2)。
在焊接過程中，金屬被非常快速地加熱和冷卻。熔池周圍的溫度梯度相對較大，因此接合強度通常高于基底金屬的接合強度。相反，關節可塑性相對較低。目前，雙焦點技術或復合焊接技術可以提高接頭質量。
3.激光焊接的優缺點
激光焊接如此受重視的原因在于其獨特的優勢：
1.激光焊接可以實現高質量的接頭強度和大的縱橫比，焊接速度更快。
2.由于激光焊接不需要真空環境，因此可以通過透鏡和光纖實現遠程控制和自動化生產。
3.激光具有較大的功率密度，對難以焊接的材料(如鈦，石英等)具有良好的焊接效果，可焊接不同性能的材料。
當然，激光焊接也有缺點：
1.激光和焊接系統部件較貴，因此初期投資和維護成本高于傳統焊接工藝，經濟效益差。
2.由于固體材料對激光的吸收率低，特別是在等離子體出現后(等離子體對激光具有吸收效應)，激光焊接的轉換效率通常較低(通常為5%至30%)。
3.由于激光焊接焦點小，工件接頭設備精度高，設備偏差小，加工誤差大。
隨著激光焊接的普及和激光器的商業化生產，激光設備的價格大幅下降。高功率激光器的發展以及新型復合焊接方法的開發和應用也改善了激光焊接轉換效率的缺點。據信，在不久的將來，激光焊接將逐步取代傳統的焊接工藝(如電弧焊和電阻焊)。成為工業焊接的主要方式。作為一種新型材料，不銹鋼由于其耐腐蝕性和可成形性而被廣泛應用于航空航天，汽車零部件等領域。激光焊接在不銹鋼中的應用占有非常重要的地位，特別是在汽車工業中，車身全部通過焊接連接。但是，由于諸多因素，不銹鋼板焊接存在變形問題，控制難度大，不利于相關領域的可持續發展。因此，加強對不銹鋼板激光焊接變形的研究具有重要意義。
焊接變形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是焊接電流，脈沖寬度和頻率。隨著焊接電流的增加，焊縫寬度增大，飛濺現象逐漸發生，導致焊縫表面氧化變形，并伴有粗糙感;當脈沖寬度達到一定水平時，脈沖寬度增加，使焊接接頭的強度增加。材料表面上的傳熱能量消耗也增加。蒸發導致液體濺出熔池，導致焊點的橫截面積小，從而影響接頭強度。焊接頻率對不銹鋼板焊接變形的影響與鋼板的厚度密切相關。對于0.5mm不銹鋼板，當頻率達到2Hz時，焊接重疊率較高;當頻率達到5Hz時，焊縫嚴重燒傷，熱影響區域變寬，變形大。可以看出，加強焊接變形的有效控制勢在必行。
3.有效對策避免激光焊接變形
為了減少激光焊接變形的問題，提高不銹鋼板的焊接質量，我們可以從優化焊接工藝參數入手。具體操作方法如下：
3.1積極引入正交試驗正交試驗主要是指通過正交表分析和排列多因素實驗的數理統計方法。它可以使用較少的試驗來獲得有效的結果并推斷最佳實施。同時，還可以進行深入分析，獲取更多相關信息，并為具體工作提供基礎。通常，選擇焊接電流，脈沖寬度和激光頻率作為要研究的關鍵對象。焊接變形被視為指標，其被控制到最小值，并且遵循合理的原則，并且因子水平被控制在適當的范圍內。對于厚度為0.5 mm的不銹鋼板，電流可控制在80到96 I / A之間;頻率在2到5 f / Hz之間。
3.2正交表的選擇
在正常情況下，測試因子的數量應與正交表中的級別數一致。因子的數量應小于正交表中的列數。正交表的合理設計可以為后續的研究工作提供相應的支持和幫助。
3.3測試結果范圍分析
根據厚度為0.5mm的不銹鋼板的試驗結果，各柱的極差不相等，證明每個元件的不同水平具有特殊的特性，且影響不一樣。激光焊接變形的影響是電流，脈沖寬度和頻率，綜合因素，激光最佳焊接工藝參數應由電流85A控制，脈沖寬度7ms，頻率3Hz，控制焊接參數三個值可以保證最小厚度為0.5mm的不銹鋼板焊接變形。
對于不銹鋼板厚度為0.8 mm的不銹鋼板，當變形最小化時，電流，脈沖寬度和頻率等參數應分別控制在124 A，8 ms和4 Hz。焊縫的抗拉強度。厚度為1mm的不銹鋼板分別為160A，11MS和5Hz。在激光焊接過程中，焊接人員將參數控制在合理的范圍內，既可以提高焊接質量和效率，又可以避免鋼板變形，滿足生產要求。隨著科學技術的飛速發展，焊接變形技術的控制也得到了發展，如有限元模擬在焊接變形控制等方面的應用，通過焊接溫度和應力避免焊接變形問題，提高了焊接變形技術。不銹鋼板的應力平衡，避免鋼板焊接變形的同時，還可以提高焊接質量，促進相關領域的健康發展。