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、汽車配件等領域得到了廣泛應用。而激光焊接在不銹鋼中的應用占據十分重要的位置,特別是汽車行業,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、不利于相關領域可持續發展。因此,加強對不銹鋼板激光焊接變形的研究具有重要意義。
1、激光焊接概述。激光焊接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,與其產生作用,一部分被反射、余下的被吸收,進入材料內部,完成焊接目標。簡而言之,激光焊接的過程是使用經光學系統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行加熱等處理袁 最后經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焊與深熔焊兩類。
2、焊接變形產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,逐漸出現飛濺等現象,導致焊縫表面出現氧化變形情況,并伴有粗糙感;脈沖寬度增加,使得焊接接頭強度增加,當脈沖寬度達到一定程度時,材料表面的熱傳導能量消耗也隨之增加,蒸發使得液體從熔池中濺出,導致焊點截面積變小,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厚度等方面息息相關,如針對0.5mm不銹鋼板來看,當頻率達到2Hz時,焊縫重疊率較高;而當頻率達到5Hz時,焊縫灼燒嚴重,熱影響區范圍較廣,產生變形情況。由此可見,加強對焊接變形的有效控制勢在必行。
3、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量,可以從優化焊接工藝參數入手。
對于不銹鋼板厚度為0.8mm的不銹鋼板,在滿足焊縫抗拉強度基礎上確保變形最小時,應將電流、脈寬及頻率等參數分別控制在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控制在合理范圍內,不但能夠提高焊接質量和效率,且能夠避免鋼板變形,滿足生產需求。隨著科學技術快速發展,控制焊接變形技術也隨之發展,如有限元模擬在焊接變形控制中的應用等,通過借助焊接溫度及應力避免焊接變形問題,提升不銹鋼板應力均衡性,在避免鋼板焊接變形的同時,還能夠提高焊接質量,從而促進相關領域健康發展。
根據上文所述,激光焊接工藝作為一種有效焊接技術,在提高焊接質量等方面發揮著積極作用。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最佳工藝參數,結合參數進行焊接工作,不斷提高焊接質量,從而最大限度避免鋼板變形情況的發生。