【正文】 有嚴(yán)格的公差要求，以保證整個(gè)機(jī)組的穩(wěn)定性。任何振動(dòng)將會(huì)影響焊點(diǎn)和V形角的穩(wěn)定性，導(dǎo)致焊點(diǎn)相應(yīng)的振動(dòng)，產(chǎn)生冷焊或過(guò)熱缺陷；其次，高頻感應(yīng)焊機(jī)性能也必須穩(wěn)定，因?yàn)檩敵龉β实娜魏尾▌?dòng)將導(dǎo)致焊點(diǎn)產(chǎn)生類似的問(wèn)題。（2）保證不銹鋼鋼帶邊緣的良好狀態(tài)。帶鋼邊緣要平整、光滑和具有盡量少的毛刺。生產(chǎn)過(guò)程中保證成形輥的清潔干凈，以免污染鋼帶邊緣，從而造成焊點(diǎn)的打火和噴濺，產(chǎn)生焊接缺陷。（3）不銹鋼焊管在焊點(diǎn)處鋼帶對(duì)接邊緣的平行十分關(guān)鍵，其目的在于使焊接區(qū)域最大可能地均勻加熱。（4）奧氏體不銹鋼是無(wú)磁材料，熱導(dǎo)率低。感應(yīng)圈的位置必須盡可能地接近焊點(diǎn)。有一個(gè)對(duì)任何不銹鋼材料都有效的規(guī)則：擠壓輥外徑絕不應(yīng)超過(guò)鋼管外徑的2．5倍。（5）擠壓輥采用無(wú)磁材料制造，以減少能量損失。推薦使用無(wú)磁、高導(dǎo)熱率、低電阻率的擠壓輥材料。硬青銅是最佳選擇之一。（6）焊接無(wú)磁材料時(shí)，要使感應(yīng)線圈與管子間間隙盡量少。（7）為了能適應(yīng)不同直徑、壁厚和材料的不銹鋼焊管制造，選擇一套可變輸出頻率的焊機(jī)十分必要?？勺冾l率之比為1～2時(shí)比較合適。3．激光焊（LBW）Laser一詞來(lái)自Light Amplificationby Stimulated Emission Radiation的第一個(gè)字母所組成，是激發(fā)電子或分子使其在轉(zhuǎn)換成能量的過(guò)程中產(chǎn)生集中且相位相同的光束。激光焊（Laser Beam Welding）的能源來(lái)自于激光設(shè)備。激光設(shè)備由光學(xué)震蕩器及放在震蕩器空穴兩端鏡間的介質(zhì)所組成。介質(zhì)受到激發(fā)至高能量狀態(tài)時(shí)，開(kāi)始產(chǎn)生同相位光波且在兩端鏡間來(lái)回反射，形成光電的串結(jié)效應(yīng)，將光波放大，并獲得足夠能量而開(kāi)始發(fā)射出激光。激光焊接工藝有焊接速度高、線能量低、焊件變形小、焊縫熱影響區(qū)狹窄、焊接缺陷少等特點(diǎn)，從而能得到優(yōu)質(zhì)的焊縫。20世紀(jì)70年代，西歐國(guó)家及日本、美國(guó)、烏克蘭等國(guó)家曾進(jìn)行過(guò)激光焊接鋼管的研究，所焊鋼管的壁厚為1．0～3．5mm，焊接功率達(dá)5kW。80年代隨著激光技術(shù)更為成熟，激光焊接各種鋼管的工業(yè)性應(yīng)用得到明顯增加。日本開(kāi)發(fā)了激光焊接法生產(chǎn)鐵素體不銹鋼管技術(shù)，該技術(shù)主要是通過(guò)調(diào)節(jié)落到鋼管表面的激光束焦點(diǎn)直徑來(lái)控制焊縫的寬度，并保證其具有很高的韌性和塑性。同時(shí)推出了能獲得高質(zhì)量焊縫的激光焊接規(guī)范。當(dāng)采用激光焊接技術(shù)焊接鋼管時(shí)，金屬的熔化深度和幾何形狀與所焊金屬的熱物理性能、激光種類、激光功率、焊接速度、離焦量、氣體保護(hù)方法和保護(hù)氣體的成分都有關(guān)系。激光焊接鋼管的工藝流程為：先將帶鋼制成管坯，再將管坯邊部卷制出比激光束焦點(diǎn)直徑還小的間隙值，如圖12所示，激光束的焦點(diǎn)均勻地落在所焊管坯的邊部上。激光焊接速度與所焊管材的壁厚和激光功率的關(guān)系曲線示于圖13。與傳統(tǒng)的氬弧焊接相比，采用激光焊接技術(shù)生產(chǎn)鋼管必須對(duì)管坯圖12 直縫焊管激光焊接示意圖圖13激光焊接速度與管材壁厚及激光功率之間的關(guān)系曲線的邊部及其焊邊接合部進(jìn)行精心處理。如在焊接壁厚為0．5～1．5mm的薄壁鋼管時(shí)，除在焊接之前要對(duì)管坯邊部進(jìn)行銑邊、脫脂、整邊處理外，還要求焊邊接合部符合以下條件：①接處的邊部間隙值應(yīng)不大于0．04～0．08mm；②管坯邊部的偏移量不大于額定壁厚值的5%～10%；③被焊接管坯邊部相鄰端面的不平行度應(yīng)保持在允許的間隙值范圍內(nèi)；④被焊接管坯邊部表面的水平穩(wěn)定度為177。0．1mm（對(duì)透鏡而言）和177。0．3mm（對(duì)反射鏡而言）；⑤焊接機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到焊接之后管坯縮徑量要達(dá)0．05%～1．0%。這其中就對(duì)薄壁管焊接前的對(duì)接條件提出了較高的要求。在不銹帶鋼的連續(xù)成形中盡可能采用排輥成形方法，而不采用輥式成形。輥式成形是最早采用的成形方法，是通過(guò)幾組機(jī)架上下軋輥孔形成形，這種成形法對(duì)普通尺寸的焊管是可行的，但對(duì)薄壁管成形由于變形激烈使帶鋼邊部產(chǎn)生過(guò)大延伸易形成邊部波浪形，這對(duì)焊接質(zhì)量影響頗大。川崎制鐵公司在粗成形機(jī)組采用排輥成形，在精成形機(jī)組采用CBR（Chancefree Bulge Roll）法成形，由于排輥成形減輕邊部延伸，使薄壁管成形穩(wěn)定和變形均勻，其帶鋼端邊不出現(xiàn)波浪形，從而 圖14輥式成形和排輥成形比較保證質(zhì)量。排輥成形和輥式成形薄帶鋼變形情況的比較如圖14。住友金屬公司經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定了單一激光焊接條件下的最佳焊接條件：（1）焊接點(diǎn)位置焊接鋼管時(shí)，帶鋼兩端面從成形輥出來(lái)到擠壓輥之間逐漸靠近形成圓筒，焊接點(diǎn)的位置不同對(duì)焊縫質(zhì)量有很大影響。設(shè)定焊接點(diǎn)位置以擠壓輥軸心線為準(zhǔn)，在成形輥一側(cè)為“－”值，定徑輥一側(cè)為“+”值。經(jīng)試驗(yàn)確定最佳焊接點(diǎn)范圍為0～2mm，若是超過(guò)0時(shí)在“+”一側(cè)，由于兩端面間隙過(guò)大焊接不足形成咬邊缺陷，焊接點(diǎn)為－4mm，由于兩端面間隙過(guò)小焊縫隆起也是不符合要求的。（2）離焦量激光加工時(shí)離焦量對(duì)焊縫形狀和臨界焊接速度有重大影響。離焦量大小一般由試驗(yàn)確定。住友金屬公司采用5．5kW CO2激光，2m/min的速度焊接3mm厚SUS304不銹鋼管時(shí)，有如下試驗(yàn)結(jié)論：離焦量為－2～0mm范圍時(shí)，外表面焊縫寬度最小值為2mm左右，此區(qū)域內(nèi)表面焊道寬度的最大值為1mm左右。焊接過(guò)程中，激光加工聚焦點(diǎn)位置必須保證有足夠的線能量，才能完全防止焊接缺陷。對(duì)試驗(yàn)鋼管的最佳離焦量為－1mm左右。離焦量與焊縫形狀的影響如圖15。圖15激光焦點(diǎn)位置和焊縫形狀影響（3）保護(hù)氣流量保護(hù)氣流量的確定對(duì)激光焊接等離子體抑制效果有很大影響，直接影響到焊接質(zhì)量。采用Ar氣保護(hù)，最佳流量為20～30L/min。若按照最佳工藝參數(shù)進(jìn)行激光焊接，焊邊接合部因激光焊的熱流速度很快而實(shí)際上不存在熱效應(yīng)區(qū)。對(duì)于汽車(chē)用鐵素體不銹鋼焊管而言，完全可以省去焊縫的熱處理工序。激光焊接技術(shù)是生產(chǎn)奧氏體、鐵素體不銹鋼管的最佳方法，也是生產(chǎn)其他種類焊管的有效方法，不僅可以提高焊管生產(chǎn)效率2～3倍（與TIG相比），還可以改善焊接質(zhì)量，并且能獲得用其他生產(chǎn)方法難以達(dá)到的鋼管性能。如王福德采用CO2激光焊在焊管生產(chǎn)線上對(duì)2mm厚日本原產(chǎn)409D（00Cr13Ti）鐵素體不銹鋼進(jìn)行焊接，并對(duì)焊管進(jìn)行擴(kuò)口試驗(yàn)和焊接接頭顯微組織分析。結(jié)果表明：激光焊接鐵素體不銹鋼管具有接頭熱影響區(qū)窄、晶粒長(zhǎng)大程度小、冷加工成形性能好的優(yōu)點(diǎn)，可以很好地滿足汽車(chē)排氣管生產(chǎn)后續(xù)的所有冷加工工藝要求。圖16為寶鋼SUS304和B429激光焊管的焊縫金相組織，圖16SUS304和B429激光焊管的焊縫金相組織圖17為寶鋼采用不同焊接方式加工的SUH409L焊管的擴(kuò)口性能比較。圖17以不同焊接方式加工的SUH409L焊管的擴(kuò)口性能比較近年來(lái)，由于激光焊接技術(shù)和裝置的發(fā)展，采用激光焊接法生產(chǎn)鐵素體不銹鋼焊管焊縫質(zhì)量明顯提高，使冷成形的廢品率降低到0．5%以下。鑒于激光焊接焊管的良好加工工藝特性，對(duì)高檔轎車(chē)和復(fù)雜加工的管件而言，越來(lái)越多的零部件公司傾向于采用激光焊接方法用于生產(chǎn)鐵素體不銹鋼焊管。4．HFW+LBW組合焊接在汽車(chē)用鐵素體不銹鋼焊管的生產(chǎn)制造中，除了上述方法之外，還有一些由此衍生而來(lái)的組合焊接方法，目的是揚(yáng)長(zhǎng)避短，將幾種焊接方法加以組合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。在不斷的探索中，許多企業(yè)已掌握了一定的組合焊接技術(shù)如感應(yīng)加熱和激光焊接組合技術(shù)等。日本川崎公司在這方面取得了很大的進(jìn)展。組合焊接系統(tǒng)的第一步進(jìn)行預(yù)熱和加熱，第二步進(jìn)行熔化和焊接。預(yù)熱和加熱采用高效和易控的高頻電阻熱，第二步則使用高能量密度的焊接工藝，如TIG和激光焊，熔化管坯邊緣實(shí)施焊接。這種組合焊接工藝，可以通過(guò)在原有的單一功能焊接設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加高頻感應(yīng)加熱裝置加以實(shí)現(xiàn)。其中，高頻感應(yīng)預(yù)熱+激光焊接是較為常見(jiàn)的方式。高頻感應(yīng)預(yù)熱+激光焊接是用高頻感應(yīng)熱源對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱，不僅使工件預(yù)熱到一定的溫度，提高工件對(duì)激光的吸收率，使激光能量利用率提高，而且使熱影響區(qū)溫度梯度減小，降低焊接后工件冷卻速度，使凝固和隨后的固態(tài)冷卻過(guò)程變得緩慢，改善焊接后的微觀組織，提高焊縫強(qiáng)度，減少或消除氣孔和裂紋的生成，減少或防止薄壁工件變形。日本住友金屬興業(yè)（株）鋼鐵技術(shù)研究所將高頻感應(yīng)與激光復(fù)合焊接方法應(yīng)用于不銹鋼管制作中。如圖18所示，用高頻電源預(yù)熱鋼管，用激光進(jìn)行焊接。在焊接直徑為34mm，厚度為3mm的SUS304不銹鋼管時(shí)，高頻感應(yīng)圈將鋼管預(yù)熱到554℃，焊接速度可達(dá)到無(wú)預(yù)熱激光焊接的3倍，而且接頭質(zhì)量良好。 圖18高頻感應(yīng)—激光組合焊接川崎制鐵公司對(duì)SUS4壁厚為4mm，采用單一HFW、HFW+激光焊接做對(duì)比試驗(yàn)。在同樣線能量條件下，HFW+激光焊接的復(fù)合焊接方法，其焊接面積缺陷在0．05%以下，而單一的HFW法的焊接缺陷面積在0．1%左右。新日鐵公司對(duì)10～12mm厚不銹鋼板采用單一的HFW和HFW+激光焊接法，在同樣條件下作對(duì)比試驗(yàn)。其結(jié)果HFW+激光焊接的復(fù)合法比單一HFW的焊接缺陷要少得多。預(yù)熱溫度對(duì)HFW+激光焊接臨界速度的影響如圖19。從上述試驗(yàn)結(jié)果可以確認(rèn)，對(duì)厚壁不銹鋼焊管的焊接，HFW+激光復(fù)合焊接方法均優(yōu)于HFW和激光的單一焊接法。圖19預(yù)熱溫度對(duì)HFW+激光焊接臨界速度的