不锈钢管的焊接

　　材料加工方面的进步为不锈钢管生产领域带来了独特的机遇。典型的应用包括了排气管、燃料管、喷油嘴和其他组件。

　　在生产不锈钢管时，先成形扁平的钢带，随后使得其外形成为圆管状。一旦成形后，管子的接缝必须被焊接到一起。这个焊缝很大程度上影响了零件的可成形性。因此，若要得到能够满足制造业内严格的测试要求的焊接外形，选择合适的焊接技术就极为重要。无庸置疑，钨极气体保护电弧焊(GTAW)、高频(HF)焊，以及激光焊接已经在不锈钢管的制造中各自得到了应用。

　　高频感应焊

　　在高频接触焊和高频感应焊中，提供电流的设备和提供挤压力的设备是相互独立的。此外，两种方法都能使用磁棒，它是软磁性元件，被置于管体内部，它有助于在钢带边沿汇聚焊接流。

　　在这两种情况下，钢带被切割并清理后，被卷起，然后送到焊接点。另外，对在加热过程中使用的感应线圈进行冷却使用了冷却剂。最后，一些冷却剂将被用于挤压过程。这里，在挤压滑轮上作用了很大的力，以避免在焊接区域产生多孔性;然而，使用了更大的挤压力将导致毛刺(或者焊珠)增多。因此，特殊设计的刀具被用来清除管子内部和外部的毛刺。

　　高频焊接过程的主要上风之一是，它能够对钢管进行高速加工。然而，在大部分固相锻接中存在的典型情况是，高频焊接的接点若使用传统非破坏性技术(NDT)不轻易进行可靠的测试。焊接裂缝可能在低强度连接处的平薄区域出现，这种裂缝使用传统方法无法检测出来，因而在一些高要求的汽车应用中可能缺乏可靠性。

　　钨极气体保护电弧焊(GTAW)

　　传统上来看，钢管生产厂选择将钨极气体保护电弧焊(GTAW)完成焊接过程。GTAW在两个非消耗性的钨电极之间产生了一个电焊弧。同时，从喷枪中导进惰性保护气体，以屏蔽电极、产生电离化的等离子体流，以及保护熔化的焊池。这是一个已经确立了的，并已被人们理解了的过程，它将可重复完成高质量的焊接过程。

　　这一工艺的上风在于可重复性，焊接过程无溅出物，并且消除了多孔性。GTAW被以为是一个电传导的过程，所以，相对来说，过程比较缓慢。

　　高频电弧脉冲

　　近年来，GTAW焊接电源，又称为高速开关，使得电弧脉冲超过10,000Hz。钢管加工厂的客户最先受益于这一新技术，高频电弧脉冲导致了电弧向下的压力与传统GTAW相比大了五倍。所带来的具有代表性的改进特性还包括：爆破强度被进步，焊接线速度更快，废品减少。

　　钢管生产厂的客户很快发现，此焊接工艺得到的焊接外形需要减小。此外，焊接速度还是相对较慢。

　　激光焊接

　　在所有的钢管焊接应用中，钢带的边沿被熔化，当使用夹紧支架把钢管边沿挤压到一起时，边沿发生凝固。然而，对激光焊接来说，特有的性质是它具有高能量的光束密度。激光光束不仅熔化了材料的表层，还产生了一个匙孔，以至焊缝外形很窄。

　　功率密度低于1MW/cm2的话，如GTAW技术，就产生不了足够的能量密度以产生匙孔。这样，无匙孔的工艺得到的焊接外形宽且浅。激光焊接的高精度带来了更高效率的穿透，这又减少了晶粒生长，带来更好的金相质量;另一方面，GTAW更高的热能输进与较慢的冷却过程导致了粗糙的焊接结构。

　　通常来说，人们以为激光焊接过程比GTAW快，它们有同样的废品率，而前者带来更好的金相特性，这就带来了更高的爆破强度和更高的可成形性。当与高频焊接相比时，激光加工材料过程不发生氧化，这就使得废品率更低，可成形性更高。

　　光斑尺寸的影响

　　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进步可成形性，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正确性。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。