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本文就激光焊接不銹鋼光單元過(guò)程，討論了幾種影響不銹鋼焊縫質(zhì)量的因素，并列出了幾種常見(jiàn)焊接質(zhì)量事故實(shí)例，分析了實(shí)際操作中遇到的問(wèn)題，提出了一系列預(yù)防措施，從而提高激光焊接的穩(wěn)定性。

隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，各種電力光纜已經(jīng)被運(yùn)用到實(shí)際生活的方方面面。組成其材料之一的不銹鋼光單元，以其優(yōu)異的耐腐蝕性、抗側(cè)壓性能被廣泛應(yīng)用。

不銹鋼管作為保護(hù)光纖單元的核心部分，如何控制其在焊接過(guò)程中的穩(wěn)定性、保證不銹鋼管的無(wú)縫特性成為了必須攻克的關(guān)鍵所在。

一、影響激光焊接不銹鋼管因素激光焊接的原理是激光產(chǎn)生的高溫，使得不銹鋼管焊縫處瞬時(shí)融化，再冷卻，最后熔結(jié)在一起形成的無(wú)縫鋼管。激光焊接不銹鋼管過(guò)程：鋼帶在經(jīng)過(guò)切刀切割成一定寬度，先后經(jīng)過(guò)成型模具的成型和整形階段，最后壓制成待焊的管狀鋼管，再經(jīng)過(guò)定徑模具的進(jìn)一步收口，從而達(dá)到焊接需要的熔接縫隙。

1.1熔接縫隙寬度的影響

影響焊接質(zhì)量關(guān)鍵因素之一在于鋼帶拼接縫隙，縫隙太大，激光熔接產(chǎn)生的熔池太深，極易導(dǎo)致焊穿，或是一段的裂開(kāi)：縫隙太小，容易導(dǎo)致兩邊剛帶的搭接，引起一系列的焊接不良。此種縫隙大小在于切邊后鋼帶寬度的控制和熔接點(diǎn)距離定徑模具的遠(yuǎn)近控制，鋼帶寬縫隙小，鋼帶窄縫隙大；距離遠(yuǎn)縫隙大，距離近縫隙小，主要是定徑模具的收口作用.

1.2成型模具和定徑模具的影響

1.2.1成型模具

成型模具是由一組導(dǎo)輪組成，鋼帶在模具的前幾組輪子作用下，由面狀變成半卷狀，再經(jīng)過(guò)整形模具卷曲成圓筒狀。通常，在成型模具最后的一組導(dǎo)輪中心安置一片厚度為

0.3mm的墊片，這樣可以逼使焊縫縫隙位于正上方，滿足焊接的需要。這一組模具的穩(wěn)定性對(duì)后期長(zhǎng)時(shí)間焊接影響很大，要盡量避免模具的不穩(wěn)引起的焊接不良。

1.2.2定徑模具

激光焊接不銹鋼管，經(jīng)過(guò)成型模具最后一道定徑模具（如圖1示），起著至關(guān)重要的作用，直接決定了焊接的穩(wěn)定性。

通常最后一道模具選取的是從原廠家進(jìn)口的模具，模具在選材和設(shè)計(jì)方面都是經(jīng)過(guò)數(shù)次實(shí)驗(yàn)確定的。在選材方面，一般選擇的是聚晶材料作為模具的模芯，耐磨性較好，同時(shí)，由于聚晶金剛石屬于多晶體，具有各向同性的特點(diǎn)，有效的避免了�？變�(nèi)磨損不均勻和�？撞粓A現(xiàn)象的發(fā)生，提高模具的的使用壽命。在設(shè)計(jì)方面，整個(gè)模具內(nèi)部設(shè)計(jì)成“直線型”模具，進(jìn)口區(qū)和潤(rùn)滑區(qū)合二為一，減少了模具總體長(zhǎng)度，保證焊接穩(wěn)定的同時(shí)減少了聚晶材料的使用降低了生產(chǎn)制造的成本。從入口區(qū)到出口區(qū)角度設(shè)計(jì)在2°，一方面便于不銹鋼帶的穿模操作，另一方面保證了不銹鋼管在其中的穩(wěn)定性。

1.3油膏針管及積碳的影響

1.3.1油常針管

油膏針管的作用主要是在光單元生產(chǎn)時(shí)導(dǎo)入油彎的，它是由兩根紫銅管經(jīng)一個(gè)銅塊連接頭連接而成。由于其內(nèi)部空間的需要，經(jīng)常將油膏針管的外徑最大化。這樣在長(zhǎng)期高溫作業(yè)下，針管變形上翹，與鋼管內(nèi)壁接觸摩擦?xí)r，引起種種焊接不良。除此之外，當(dāng)光纖芯數(shù)較多時(shí)對(duì)針管有壓制作用時(shí)，也容易導(dǎo)致焊接不良。

1.3.2油膏針管末端的積碳針管尾端的積碳也極易造成焊接的不良，該積碳主要是清洗鋼帶的煤油在激光高溫作用下產(chǎn)生的。雖然在針管尾端處連接有出氣孔，常常因?yàn)樵摽撞鄢鰵馐茏瑁�積碳過(guò)多，緊貼不銹鋼管焊縫內(nèi)壁時(shí)，引起焊接不良。實(shí)際操作中每做完一個(gè)段長(zhǎng)，都必須對(duì)針管尾端的積碳。

1.4保護(hù)氣體的影響

通常，在激光對(duì)接不銹鋼帶或是焊接不銹鋼管的過(guò)程中，都得對(duì)工件表面吹一定量的惰性氣體。一方面，惰性氣體的使用可以隔離空氣，避免熔池的氧化，保證焊接縫的光滑度，減少光纖在其中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力；另一方面，惰性氣體可以有效的保護(hù)激光聚焦透鏡片免受金屬蒸氣污染和液體熔滴的濺射。

1.5激光相關(guān)工藝的影響

1.5.1激光功率、熔接速度圖2說(shuō)明了熔池深度與激光功率、熔接速度之間的相對(duì)關(guān)系。由圖可知，不銹鋼帶焊接熔池深度與激光的功率成正比，很容易理解在實(shí)際操作中，激光功率太大時(shí)，很容易造成焊穿。

1.5.3激光焦距

不銹鋼管在經(jīng)過(guò)激光焊槍頭下側(cè)，可能位于激光焦距的正焦距、負(fù)焦距、和焦點(diǎn)位置下。不同的位置，激光的功率強(qiáng)度不同，通常選擇在正焦距內(nèi)貼近焦點(diǎn)的位置焊接，大量的實(shí)驗(yàn)證明該焦距最適合焊接。最忌諱的是調(diào)整激光槍頭時(shí)，不銹鋼管位于負(fù)焦距內(nèi)，此時(shí)用于焊接不銹鋼帶的功率一方面比較分散，另外一方面對(duì)針管影響很大，直接造成油膏針管的射穿。

二、常見(jiàn)不銹鋼管焊接質(zhì)量事故分析2.1由激光功率不足或是焊點(diǎn)偏離焊縫造成的虛焊（如圖3示）此種虛焊多半是由激光功率不足或是生產(chǎn)過(guò)程中模具不穩(wěn)定造成焊縫偏離激光焊接點(diǎn)引起的，此種虛焊的直接后果是光單元的裂開(kāi)或是經(jīng)過(guò)輪牽以后光單元的扭開(kāi)，光纖外漏，直接報(bào)廢。

2.2由于鋼帶變形或是有缺陷引起的焊接不良（如圖4示）此種焊接不良多半是由于不銹鋼帶在經(jīng)過(guò)切刀切邊裝置后，邊緣有缺陷，或是鋼帶在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中有嚴(yán)重的變形引起，直接的后果是變形的鋼帶經(jīng)模具收口拼接不完整，引起焊接不良，再經(jīng)兩次拉拔縮徑的過(guò)程中出現(xiàn)拉斷。

2.3由于針管積碳、模具廢鐵屑過(guò)多引起的焊穿（如圖5示）

此種類型的焊穿大多是由于針管上積碳過(guò)多或是模具上的廢鐵屑積累較多引起的，積碳來(lái)自于清洗鋼帶的煤油在激光高溫下產(chǎn)生，通過(guò)控制沒(méi)有滴加量和改變吹氣大小以及針管出氣孔大小來(lái)加以改善。模具上的鐵屑，一方面保證切割鋼帶切刀的切帶質(zhì)量，另一方面得保證模具運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。除此之外，需要對(duì)使用的模具、針管定期處理。

三、結(jié)束語(yǔ)

不銹鋼光單元焊接過(guò)程中影響焊縫的因素甚多，任何一個(gè)小的改變，都可能對(duì)光單元質(zhì)量的提高有明顯的效果，只有通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累，不斷完善生產(chǎn)工藝，才可能從根本上提高光單元的質(zhì)量，提高產(chǎn)品的合格率.保證光纜的使用壽命。