不锈钢管的焊接(下)

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　　光斑尺寸的影响

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　　在不锈钢管厂的焊接中，焊接深度是由钢管的厚度决定的。这样，生产目标就是通过减小焊接宽度来提高可成形性，同时实现更高的速度。在选择最合适的激光时，人们不能只考虑光束质量，还必须考虑轧管机的准确性。此外，轧管机在尺寸上的误差起作用以前还必须先考虑减小光斑时受到的限制。

　　在钢管焊接中特有的尺寸上的问题很多，然而，影响焊接的主要因素是，在焊接盒(更具体的说，是焊接卷)上的接缝。一旦钢带经过成形加工准备进行焊接时，焊缝的特徵包括了：钢带间隙、严重/轻微的焊接错位、焊缝中线的变化。间隙决定了要用多少材料来形成焊池。压力太大将导致钢管顶部或者内径材料过剩。另一方面，严重或者轻微的焊接错位会导致焊接外形不佳。

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　　此外，经过焊接盒之后，钢管将被进一步修整。这包括了尺寸调整和形状(外形)上的调整。另一方面，额外的工作能够去除一些严重/轻微的焊接缺陷，但是可能无法全部清除。当然，我们希望实现零缺陷。一般来说，经验法则是焊接缺陷不要超过材料厚度的百分之五。超过这个数值，将影响焊接产品的强度。

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　　最后，焊接中线的存在对于高质量不锈钢管的生产来说是很重要的。随着汽车巿场对可成形性的日益重视，与之直接相关的就是需要更小的热影响区(HAZ)，并且减小焊接外形。反过来，这就促进激光技术的发展，即提高光束质量以减小光斑尺寸。随着光斑尺寸不断变小，我们需要更多的关注于扫描接缝中线时的精确度。一般来说，钢管制造商会尽可能的减小这个偏差，但是实际上，要达到0.2mm(0.008英寸)的偏差是很困难的。

　　这带来了使用焊缝跟踪系统的需要。最普遍的两种跟踪技术是机械扫描和激光扫描。一方面，机械系统使用了探针来接触焊接池的接缝上游，它们会沾灰，磨损和振动。这些系统的精确度是0.25mm(0.01英寸)，这对于高光束质量的激光焊接来说是不够精确的。

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　　另一方面，激光焊缝跟踪可以实现所需要的精确度。一般来讲，激光光线或者激光光点被投射在焊缝表面，得到的图像被反馈到CMOS摄像机，该摄像机通过算法来确定焊缝、错误接合和间隙的位置。

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　　虽然成像速度是很重要的，但是在提供必要的闭环控制以直接在接缝上移动激光聚焦头时，激光焊缝跟踪器必须有足够快的控制器来精确编译焊缝的位置。因此，焊缝跟踪的准确性很重要，而响应时间也同样重要。

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　　总的来说，焊缝跟踪技术已经得到充分发展，也能够允许钢管制造厂利用更高质量的激光束，来生产可成形性更好的不锈钢管。

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　　因此，激光焊接找到了用武之地，它被用于降低焊接的多孔性，减小焊接外形，同时保持或者提高焊接速度。激光系统，如扩散冷却板条激光器，已经提高了光束质量，通过降低焊接宽度进一步提高可成形性。这项发展导致了钢管厂中更严格的尺寸控制和激光焊缝跟踪的必要性。

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　　这样，不锈钢管厂焊接过程的成功有赖于所有个别技术的整合，所以必须把它当成一个完整系统来对待。

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