激光用于不锈钢管的焊接

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近来几年，由于人们对环境标题越来越珍视，在进步燃料效果方面，汽车制造商受到的压力日益增长。越发严肃、束缚性更强的准则给财产生产和质料加工带来了技能上的挑衅。在这些趋势中包括了低落废气的排放，车身更轻，以及延伸零件的利用寿命。
质料加工方面的进步为不锈钢管生产范畴带来了奇特的机会。具体来说，人们要求生产商生产如许的零件，它们务必有更轻的重量，但是仍务必有防腐化特点，并且餍足强度要求。别的，车身的空间范围性更夸大了可成形性的紧张性。典范的应用包括了排气管、燃料管、喷油嘴和其他组件。

在生产不锈钢管时，先成形扁平的钢带，随后使得其外形成为圆管状。一旦成形后，管子的接缝务必被焊接到一起。这个焊缝很大程度上影响了零件的可成形性。因此，若要得到可以或许餍足制造业内严肃的测试要求的焊接外形，选择得当的焊接技能就极为紧张。无庸置疑，钨极气体保卫电弧焊（GTAW）、高频（HF）焊，以及激光焊接已经在不锈钢管的制造中各自得到了应用。

高频感到焊

在高频打仗焊和高频感到焊中，提供电流的配置和提供挤压力的配置是相互独立的。别的，两种要领都能利用磁棒，它是软磁性元件，被置于管体内部，它有助于在钢带边沿汇聚焊接流。

在这两种环境下，钢带被切割并整理后，被卷起，然后送到焊接点。别的，对在加热进程中利用的感到线圈举行冷却利用了冷却剂。最终，一些冷却剂将被用于挤压进程。这里，在挤压滑轮上作用了很大的力，以禁止在焊接地区产生多孔性；然而，利用了更大的挤压力将导致毛刺（大概焊珠）增长。因此，特别计划的刀具被用来消除管子内部和外部的毛刺。

高频焊接进程的重要上风之一是，它可以或许对钢管举行高速加工。然而，在大局部固相锻接中存在的典范环境是，高频焊接的接点若利用枯燥非破坏性技能（NDT）不容易举行可靠的测试。焊接缝隙大概在低强度相连处的平薄地区出现，这种缝隙利用枯燥要领无法检测出来，因而在一些高要求的汽车应用中大概缺乏可靠性。

钨极气体保卫电弧焊（GTAW）

枯燥上来看，钢管生产厂选择将钨极气体保卫电弧焊（GTAW）完成焊接进程。GTAW在两个非损耗性的钨电极之间产生了一个电焊弧。同时，从喷枪中导进惰性保卫气体，以屏蔽电极、产生电离化的等离子体流，以及保卫熔化的焊池。这是一个已经建立了的，并已被人们明白了的进程，它将可重复完成高质量的焊接进程。

这一工艺的上风在于可重复性，焊接进程无溅出物，并且消除了多孔性。GTAW被以为是一个电传导的进程，以是，相对来说，进程比较迟钝。

高频电弧脉冲

比年来，GTAW焊接电源，又称为高速开关，使得电弧脉冲超出10,000Hz。钢管加工厂的客户开始受益于这一新技能，高频电弧脉冲导致了电弧向下的压力与枯燥GTAW相比大了五倍。所带来的具有代表性的改革特性还包括：爆破强度被进步，焊接线速率更快，废品裁减。

钢管生产厂的客户很快发觉，此焊接工艺得到的焊接外形必要减小。别的，焊接速率还是相对较慢。

激光焊接

在全部的钢管焊策应用中，钢带的边沿被熔化，当利用夹紧支架把钢管边沿挤压到一起时，边沿产生凝集。然而，对激光焊接来说，专有的性子是它具有高能量的光束密度。激光光束不但熔化了质料的表层，还产生了一个匙孔，以至焊缝外形很窄。

功率密度低于1MW/cm2的话，如GTAW技能，就产生不了充足的能量密度以产生匙孔。如许，无匙孔的工艺得到的焊接外形宽且浅。激光焊接的高精度带来了更高效果的穿透，这又裁减了晶粒生长，带来更好的金相质量；另一方面，GTAW更高的热能输进与较慢的冷却进程导致了粗糙的焊接布局。
通常来说，人们以为激光焊接进程比GTAW快，它们有同样的废品率，而前者带来更好的金相特性，这就带来了更高的爆破强度和更高的可成形性。当与高频焊接相比时，激光加工质料进程不产生氧化，这就使得废品率更低，可成形性更高。

光斑尺寸的影响

在不锈钢管厂的焊接中，焊接深度是由钢管的厚度决定的。如许，生产目标便是议决减小焊接宽度来进步可成形性，同时实现更高的速率。在选择最得当的激光时，人们不克只思考光束质量，还务必思考轧管机的精确性。别的，轧管机在尺寸上的偏差起作用过去还务必先思考减小光斑时受到的限定。

在钢管焊接中专有的尺寸上的标题许多，然而，影响焊接的重要因素是，在焊接盒（更具体的说，是焊接卷）上的接缝。一旦钢带议决成形加工预备举行焊接时，焊缝的特徵包括了：钢带间隙、紧张/稍微的焊接错位、焊缝中线的变化。间隙决定了要用多少质料来形成焊池。压力太大将导致钢管顶部大概内径质料过剩。另一方面，紧张大概稍微的焊接错位会导致焊接外形不佳。

别的，议决焊接盒之后，钢管将被进一步修剪。这包括了尺寸调解和外形（外形）上的调解。另一方面，特别的劳动可以或许往除一些紧张/稍微的焊接缺陷，但是大概无法全部消除。虽然，我们希看实现零缺陷。平常来说，阅历准则是焊接缺陷不要超出质料厚度的百分之五。超出这个数值，将影响焊接产品的强度。

最终，焊接中线的存在对付高质量不锈钢管的生产来说是很紧张的。随着汽车巿场对可成形性的日益珍视，与之直接相干的便是必要更小的热影响区（HAZ），并且减小焊接外形。反过来，这就促进激光技能的成长，即进步光束质量以减小光斑尺寸。随着光斑尺寸连续变小，我们必要更多的珍视于扫描接缝中线时的准确度。平常来说，钢管束造商会尽大概的减小这个过失，但是实际上，要到达0.2mm(0.008英寸)的过失是很困难的。

这带来了利用焊缝跟踪体系的必要。最广泛的两种跟踪技能是机器扫描和激光扫描。一方面，机器体系利用了探针来打仗焊接池的接缝上游，它们会沾灰，磨损和振动。这些体系的准确度是0.25mm(0.01英寸)，这对付高光束质量的激光焊接来说是不敷准确的。

另一方面，激光焊缝跟踪可以实现所必要的准确度。平常来讲，激光光芒大概激光光点被投射在焊缝外貌，得到的图像被反馈到CMOS摄像机，该摄像机议决算法来确定焊缝、不对接合和间隙的位置。

虽然成像速率是很紧张的，但是在提供须要的闭环控制以直接在接缝上移动激光聚焦头时，激光焊缝跟踪器务必有充足快的控制器来准确编译焊缝的位置。因此，焊缝跟踪的精确性很紧张，而相合时间也同样紧张。

总的来说，焊缝跟踪技能已经得到富裕成长，也可以或许答应钢管束造厂利用更高质量的激光束，来生产可成形性更好的不锈钢管。

因此，激光焊接找到了用武之地，它被用于低落焊接的多孔性，减小焊接外形，同时保留大概进步焊接速率。激光体系，如扩散冷却板条激光器，已经进步了光束质量，议决低落焊接宽度进一步进步可成形性。这项成长导致了钢管厂中更严肃的尺寸控制和激光焊缝跟踪的须要性。

如许，不锈钢管厂焊接进程的胜利有赖于全部个别技能的整合，以是务必把它当成一个完好体系来对待。