不銹鋼憑借優(yōu)良的金屬特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)配件等領(lǐng)域。在不銹鋼材料使用過(guò)程中激光焊接加工工藝起到非常重要的作用，尤其是汽車(chē)行業(yè)，車(chē)身全部使用焊接工藝連接。不過(guò)受到諸多因素的影響，不銹鋼板焊接會(huì)有變形問(wèn)題，并且比較難以控制。所以有必要加強(qiáng)對(duì)不銹鋼板激光焊接變形的研究。

　　不銹鋼板焊接

　　激光焊接加工工藝介紹

　　激光焊接是指使用激光能作為熱源融化并連接不銹鋼工件的一種焊接方法。激光焊接加工時(shí)，激光照射到被焊接材料表面，和它發(fā)生作用，一部分被反射、剩下的被吸收，進(jìn)入材料內(nèi)部從而完成焊接目標(biāo)。換句話(huà)說(shuō)，激光焊接就是用經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后擁有的高功率激光束，照射到被焊材料表面，然后充分利用材料對(duì)光能吸收來(lái)進(jìn)行加熱等處理的過(guò)程，最后經(jīng)冷卻形成焊接接頭的一種融化焊接過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)激光焊接有熱導(dǎo)焊與深熔焊兩種。

　　焊接變形的危害和影響因素

　　導(dǎo)致不銹鋼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，增加焊接接頭強(qiáng)度，當(dāng)脈沖寬度達(dá)到一定程度時(shí)，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(diǎn)截面積變小，影響接頭強(qiáng)度。焊接頻率對(duì)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(duì)0.5mm不銹鋼板來(lái)看，當(dāng)頻率達(dá)到2Hz時(shí)，焊縫重疊率較高;而當(dāng)頻率達(dá)到5Hz時(shí)，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(jiàn)，加強(qiáng)對(duì)焊接變形的有效控制勢(shì)在必行。

　　避免激光焊接變形的有效辦法

　　為減少激光焊接變形問(wèn)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)角度出發(fā)。

　　積極引進(jìn)正交實(shí)驗(yàn)法

　　正交實(shí)驗(yàn)法主要是指一種通過(guò)正交表分析和安排多因素試驗(yàn)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法。其能夠利用較少的試驗(yàn)獲取有效的結(jié)果，并推斷出最佳實(shí)施方案。同時(shí)，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重點(diǎn)考察對(duì)象，將焊接變形視為指標(biāo)，將其控制在最小值，并堅(jiān)持合理原則，將因素水平控制在適當(dāng)范圍內(nèi)。如對(duì)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。

　　正交表的選擇

　　通常情況下，試驗(yàn)因素水平數(shù)應(yīng)與正交表中的水平數(shù)相一致，因素個(gè)數(shù)應(yīng)小于正交表中的列數(shù)，合理設(shè)計(jì)正交表能夠?yàn)楹罄m(xù)研究工作提供相應(yīng)支持和幫助。

　　試驗(yàn)結(jié)果極差分析

　　通過(guò)對(duì)厚度為0.5mm不銹鋼板試驗(yàn)結(jié)果來(lái)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(duì)激光焊接變形影響依次為電流、脈寬及頻率，綜合各項(xiàng)因素，激光最佳焊接工藝參數(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(gè)數(shù)值能夠保障厚度為0.5mm不銹鋼板焊接變形最小。

　　對(duì)于不銹鋼板厚度為0.8mm的不銹鋼板，在滿(mǎn)足焊縫抗拉強(qiáng)度基礎(chǔ)上確保變形最小時(shí)，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(guò)程中，焊接人員將各項(xiàng)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(mǎn)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(guò)借助焊接溫度及應(yīng)力避免焊接變形問(wèn)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(shí)，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。

　　激光焊接工藝是一種有效焊接技術(shù)，在提高焊接質(zhì)量等方面發(fā)揮著作用顯著。不過(guò)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(wèn)題。為解決這個(gè)問(wèn)題，焊接人員可以采取正交實(shí)驗(yàn)法獲取不同厚度鋼板最佳工藝參數(shù)，結(jié)合參數(shù)進(jìn)行焊接工作，不斷提高焊接質(zhì)量，從而最大限度防止不銹鋼板變形。