傳統(tǒng)的焊接一般采用就是氬弧焊，而且應(yīng)用了很長(zhǎng)的一段時(shí)間，現(xiàn)在還存在一些小型作坊仍在使用此類焊接方式， 但是工業(yè)技術(shù)以及生產(chǎn)質(zhì)量效益要求日益增高，此類傳統(tǒng)的焊接方式己經(jīng)跟不上工業(yè)生產(chǎn)的需求，因此，激光焊接 技術(shù)設(shè)備工藝的出現(xiàn)，能很好解決生產(chǎn)的需要。
那么，是什么原因會(huì)讓激光焊接技術(shù)替代鎢極氬弧焊的呢？下邊新華鵬激光工程師繼續(xù)為大家分析。
一、焊縫性能。
在基本材料上，任何技術(shù)產(chǎn)生的焊縫都有三個(gè)基本區(qū)域——熔區(qū)、熱影響區(qū)和過渡區(qū)。激光焊接由于其快速冷卻率 ，產(chǎn)生的焊縫更窄，這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)， 因?yàn)檫@造成基本材料的變形更少，熱降解更低。但是，在焊接高碳鋼時(shí)，快 速冷卻也會(huì)成為一個(gè)問題，尤其是預(yù)計(jì)到隨后的循環(huán)負(fù)荷。在這種情況下，熱影響區(qū)將變得過硬，易龜裂。通過選 擇合適的激光光源、確定焦點(diǎn)尺寸以及其它焊接參數(shù)等細(xì)致的技術(shù)開發(fā)能夠解決這一問題。某些情況下， 甚至需 要預(yù)熱或焊后加熱。因此，相較于其它技術(shù)，激光焊接能夠更好地焊接“棘手”鋼材。
將用于輕便型汽車構(gòu)造的高強(qiáng)度鋼都是使用激光焊接，從而保持其強(qiáng)度和可塑性，這與常規(guī)焊接截然不同，常規(guī)焊 接會(huì)破壞這些鋼材的獨(dú)特微觀結(jié)構(gòu)， 并且將鋼材的機(jī)械性能降至和普通低碳鋼水平。
二、焊接速度
通常這類生產(chǎn)線最重要的參數(shù)是生產(chǎn)速度，而生產(chǎn)速度是受焊接工藝和最后切割情況的限制。來看一下最常見的焊 接光束配置：對(duì)頭鏈接1毫米厚的材料。運(yùn)用激光焊接，很容易達(dá)到10 m/min的焊接速度，這比常規(guī)TIG焊接要快 很多，卻要比感應(yīng)焊接慢。但是，在甚至更厚的材料上激光焊接也可以達(dá)到這一速度，這主要取決于激光功率和投 資預(yù)算。目前，在一個(gè)已經(jīng)安裝好的生產(chǎn)線上，激光焊接速度已經(jīng)超過20 m/min。
三、焊縫質(zhì)量
另外一個(gè)問題是焊縫質(zhì)量及其在長(zhǎng)期生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定性。通常，激光焊縫的質(zhì)量更好，表面變形更少，氧化率更 低等。在根側(cè)的焊接飛濺是有限的， 其下方甚至不需要使用保護(hù)氣體。焊接固定質(zhì)量也是選擇激光焊接最為重要 的一個(gè)理由。
但是，正確地設(shè)定激光加工工藝則要復(fù)雜得多，因?yàn)檫@一工藝是一個(gè)小光點(diǎn)快速移動(dòng)，因而無法手動(dòng)對(duì)工藝波動(dòng)或 瑕疵做出反應(yīng)。設(shè)備供應(yīng)商必須將焊接系統(tǒng)制造得盡可能堅(jiān)固耐用，從而能夠長(zhǎng)期保持穩(wěn)定和正確的設(shè)置，即使是 在惡劣的工業(yè)環(huán)境中。
安裝一套焊縫質(zhì)量檢查系統(tǒng)大有裨益，因?yàn)樗軌驒z查焊縫的幾何結(jié)構(gòu)以及/或者焊接工藝的穩(wěn)定性。通常此類系 統(tǒng)必須學(xué)會(huì)識(shí)別運(yùn)作正常情況下的焊縫結(jié)構(gòu)，這需要花費(fèi)一些時(shí)間。但是隨后，操作員可以進(jìn)行100%的即時(shí)質(zhì)量 檢查，這是一項(xiàng)很大的優(yōu)勢(shì)，在某些時(shí)候甚至是“必須”。
四、熱輸入/能耗
常規(guī)焊接和激光焊接最大的不同在于，激光焊接的整體熱輸入要低。造成這一結(jié)果的原因是激光光束制造出狹窄的 焊接接縫并將能量從光束上快速傳至材料。我們估算了在厚度為1mm的高強(qiáng)度鋼上進(jìn)行焊接的能量輸出，使用激 光焊接的話，約為15 J/cm，使用常規(guī)焊接則至少60 J/cm， 而使用熔化極氣體保護(hù)焊接為85 J/cm。
這一估算結(jié)果對(duì)于計(jì)算運(yùn)算結(jié)果極為重要，并對(duì)焊縫的機(jī)械性能產(chǎn)生重要影響，這通常在激光焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生更好的 效果，但是快速冷卻材料或焊接的速度如果過高，也會(huì)導(dǎo)致意想不到的問題。
五、保護(hù)氣體
激光焊接系統(tǒng)據(jù)稱只要從上方使用普通氙氣。氦或者混合氣體具有某些優(yōu)勢(shì)，但是成本更高。這可能看起來是一個(gè) 小問題，但是氣體價(jià)格對(duì)于不同技術(shù)甚至不同的激光系統(tǒng)的整體運(yùn)行成本來說極為重要。
對(duì)于普通低碳鋼或不銹鋼來說就不需要背面保護(hù)氣體。
六、運(yùn)行成本
在比較焊接1.5毫米厚度的低碳鋼圓管時(shí)，合計(jì)了能耗和保護(hù)其他的成本， 折舊、人員和服務(wù)成本未計(jì)入在內(nèi)，結(jié)果如下：
焊接類型              焊縫
高頻線圈焊接----------$0.75
TIG焊接---------------$0.75
等離子焊接------------$0.75
CO2激光焊接-----------$0.75
光纖激光焊接----------$0.75