材料激光焊的焊接性

出处：按学科分类—工业技术 河北科学技术出版社《实用焊接技术手册》第325页（1182字）

(1)激光焊的焊缝形成及特点 激光传热焊焊缝类似于某些常规焊接方法的特点。对激光焊的熔池的研究发现，熔池有周期性的变化，主要原因是激光与物质作用过程中的自振荡效应。

熔池的周期性变化，会在焊缝中产生特有的现象，充满金属蒸气的小孔，发生周期性变化，同时熔化的金属又在它的周围从前沿向后沿流动，加上金属蒸发造成的扰动，可能使蒸气留在焊缝中凝固之后形成气孔。

(2)金属的激光焊接性 激光焊接具有一些其他焊接方式所不能比拟的性能，这就是接头良好的抗热裂能力和抗冷裂能力。

①抗热裂能力 激光焊与TIG焊相比，焊接低合金高强钢时，热裂纹敏感性较低。激光焊虽然有较高的焊接速度，但其热裂纹敏感性却低于TIG焊。这是因为激光焊焊缝组织晶粒较细，可有效的防止热裂纹的产生。如果焊接参数选择不当，也会产生热裂纹。热裂纹产生的同时也会促使冷裂纹形成和扩展。

②抗冷裂能力 冷裂纹的评定指标是24h在试样中心不产生裂纹所加的最大载荷所产生的应力，即临界应力(σ_cT)。对于低合金高强钢，激光焊的临界应力σ_cT大于TIG焊，这就是说激光焊的抗冷裂纹能力大于TIG焊。焊接低碳钢时两种焊接方法的σ_cT几乎相同。焊接含碳量较高的35号钢，35号钢的原始组织是珠光体，由于TIG焊焊接速度慢，热输入大，冷却过程中奥氏体发生高温转变，焊缝和HAZ的组织大都为珠光体。激光焊的冷却速度较快，焊缝和HAZ是典型的奥氏体低温转变产物－板条马氏体。激光焊有较大的冷裂纹敏感性，其冷却速度快，导致含碳量高的材料产生硬度高、含碳量高的片状或板条状马氏体，是冷裂纹敏感性大的主要原因。由于高的焊接速度和较小的热输入，合金结构钢用激光焊时，可获得综合性能特别是抗冷裂性能良好的低碳细晶粒马氏体，接头具有较好的抗冷裂纹能力。

③残余应力及变形 激光焊加热光斑小，热输入小，使得焊接接头的残余应力和变形比普通焊接方法小得多。激光焊虽有较陡的温度梯度，但焊缝中最大残余拉应力仍然要比TIG焊时略小一些，而且激光焊焊接参数的变化几乎不影响最大残余应力的幅值。用TIG焊焊接薄板时，常常因为残余应力的存在而发生波浪变形，但用激光焊焊接薄板时，变形大大减小，一般不会产生波浪变形。激光焊残余应力和变形小，使它成为一种精密的焊接方法。

④冲击韧性 经过研究发现，激光焊焊接接头的冲击吸收功大于母材金属的冲击吸收功。激光焊焊接接头冲击功提高的主要原因之一是焊缝金属的净化效应^［1，3］。