在激光焊接應(yīng)用越來越成熟的情況下，最常見的兩種焊接原材料當(dāng)屬碳鋼與不銹鋼。與碳鋼相比，不銹鋼具有電阻率高、熱導(dǎo)率低、線膨脹系數(shù)大等特點(diǎn)，且隨著溫度的升高線膨脹系數(shù)也有相應(yīng)地提高。不銹鋼因其較好的耐蝕性、無毒性、耐摩擦性、高強(qiáng)度、非磁性、易加工性、良好的焊接性等特性被廣泛應(yīng)用于在各個行業(yè)。
激光焊有兩種分類， 按激光輸出時的功率密度大小可分為激光傳導(dǎo)焊和激光深熔焊。在熱傳導(dǎo)焊時，激光功率密度小于1×105W/cm2，在較小的熱量下并不能將工件表面的金屬瞬間熔化甚至是汽化， 所以只能通過熱傳導(dǎo)的方式將熱能傳向金屬內(nèi)部。當(dāng)在深熔焊中，激光功率密度大于 1×105W/cm2時， 由于獲得較大的熱量，故金屬直接被熔化而形成焊縫。
不銹鋼光纖激光焊接與傳統(tǒng)焊接相比，可在普通室溫條件或特殊條件下同樣進(jìn)行，焊接裝備簡單。激光聚焦后，功率密度高，實(shí)現(xiàn)深熔焊接， 熔深與熔寬比大，最高可達(dá)12:1。激光焊強(qiáng)度高、精度高、焊縫熱影響區(qū)窄、殘余應(yīng)力和變形較小; 并且激光焊速度快、效率高、焊接質(zhì)量好。
以飛博4000W單腔激光器對Ni-Cr系列304奧氏體不銹鋼板進(jìn)行激光焊接為例，在功率為2000W，焊接速度35?mm/s，離焦量為0mm，保護(hù)氣體為17L/min，光纖芯徑為50um，焊接頭配置為100/200的條件下，焊縫表面宏觀形貌如下圖。由圖可以看出，焊縫表面平整、連續(xù)，沒有出現(xiàn)明顯的裂紋和飛濺等缺陷，焊后組織由原始的等軸晶和退火孿晶變?yōu)橹鶢顦渲ЫM織。經(jīng) XRD 衍射分析發(fā)現(xiàn)焊縫主要是由樹枝狀的非平衡凝固奧氏體組織以及少量的 δ 鐵素體組成，可顯著改善耐晶間腐蝕能力。
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焊縫宏觀照片? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?微觀組織?
焊縫組織