جوشکاری لیزری به عنوان یک فناوری اتصال بسیار کارآمد و دقیق در تولید مدرن ظهور کرده است. با این حال، جوش پذیری و کیفیت نهایی مواد فولادی به شدت به ترکیب شیمیایی آنها، به ویژه ناخالصی و محتوای کربن بستگی دارد. در زیر یک نمای کلی از نحوه واکنش دسته های مختلف فولاد به جوشکاری لیزر و توصیه های فنی مربوطه ارائه شده است.
1. فولاد کربنی
جوشکاری لیزری فولاد کربنی عموماً نتایج عالی به همراه دارد، اما کیفیت اتصال به میزان کربن و سطوح ناخالصی مواد بسیار حساس است.
- فولاد کم کربن-:فولادهای با محتوای کربن کمتر از 0.25٪ قابلیت جوشکاری عالی دارند و به ندرت نیاز به عملیات جوشکاری دارند.
- فولاد کربن متوسط به بالا-:با افزایش محتوای کربن، چرخه های گرمایش و سرمایش سریع که مشخصه جوش لیزری است، حساسیت ماده را به تبدیل مارتنزیتی افزایش می دهد که منجر به ترک خوردگی جوش و حساسیت بریدگی می شود. برای کاهش این خطرات، پیش گرم کردن و عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT) برای کاهش تنش باقیمانده و جلوگیری از ترک خوردگی در سرما به شدت توصیه می شود.
- جوشکاری فولاد کربنی غیر مشابه:هنگام اتصال فولادها با محتوای کربن مختلف، پرتو لیزر می تواند کمی به سمت مواد کربن پایین تر منحرف شود تا گرمای ورودی متعادل شود و یکپارچگی اتصال بهینه تضمین شود.
2. فولاد آلیاژی و فولاد کم آلیاژ-فولاد با آلیاژ بالا
فولادهای{0}}متوسط تا-بالا آلیاژی و فولادهای معمولی{2}}آلیاژی کم-با استحکام را میتوان با موفقیت لیزر- جوش داد. با بهینه سازی پارامترهای پردازش لیزر (مانند توان لیزر، سرعت جوشکاری و جریان گاز محافظ)، سازندگان می توانند به اتصالات جوشی دست یابند که خواص مکانیکی آنها-از جمله استحکام کششی و چقرمگی- کاملاً قابل مقایسه با فلز پایه است.
3. فولاد ضد زنگ
در مقایسه با روشهای جوشکاری مرسوم (مانند TIG یا MIG)، فولاد ضد زنگ برای جوشکاری لیزری مناسب است که پیوسته اتصالات با کیفیت-بالا را ارائه میکند.
- حداقل حرارت ورودی:به لطف سرعت جوشکاری بالا و چگالی انرژی بالای لیزر، منطقه تحت تأثیر حرارت- (HAZ) بسیار باریک است. این به طور قابل توجهی مشکلات رایج جوشکاری فولاد ضد زنگ، مانند گرمای بیش از حد و اعوجاج حرارتی ناشی از ضرایب انبساط خطی بالا را کاهش می دهد.
- نقص-درزهای آزاد:جوش های لیزری که به درستی در فولاد ضد زنگ اجرا شده اند، سطح صافی را نشان می دهند و ذاتاً عاری از عیوب داخلی مانند تخلخل، ریز{0}}ترک ها و آخال ها هستند.
دستگاه جوش لیزر فیبرمزایای بی نظیری را در به حداقل رساندن اعوجاج حرارتی و به حداکثر رساندن توان در گریدهای مختلف فولاد ارائه می دهد. برای فولادهای کربنی و آلیاژی با معادل کربن بالاتر، مدیریت حرارتی دقیق-شامل پیش گرم کردن و تنظیم پارامتر-برای تضمین اتصالات{3}}بدون ترک و استحکام بالا ضروری است.