目前，激光深熔焊焊縫表面形狀，一般研究認(rèn)為是由于熔池中表面張力分布、熔池內(nèi)部壓強(qiáng)與大氣壓之差共同決定的。飛奧縫焊機(jī)的工件變形對(duì)焊縫表面成形具有不容忽視的影響，當(dāng)激光剛照射在一塊各向同性平面板材的表面時(shí)，工件上表面激光作用區(qū)域溫度急劇升高，照射區(qū)域內(nèi)材料因受熱膨脹而受到周?chē)浠w的障礙，從而在該區(qū)域內(nèi)形成壓應(yīng)力，并導(dǎo)致板材發(fā)生輕微的向下翹曲；當(dāng)激光繼續(xù)作用時(shí)，工作上表面溫度繼續(xù)升高，壓應(yīng)力增大，與此同時(shí)，材料的屈服極限隨溫度的升高而下降，到一定階段，材料屈服極限小于其周?chē)膲簯?yīng)力數(shù)值，這部分材料發(fā)生屈服變形，并形成堆積；在激光持續(xù)作用下，照射區(qū)域內(nèi)的部分材料開(kāi)始熔化，形成熔池，其屈服強(qiáng)度將為零，在周?chē)橘|(zhì)的擠壓下，熔池液面升高并在表面張力作用下形成曲面。同時(shí)，照射區(qū)域內(nèi)的壓應(yīng)力得到部分釋放，板材的翹曲程度減小；當(dāng)激光停止作用后，熔池內(nèi)的液體在其上方氣體及其周?chē)橘|(zhì)的冷卻作用下迅速降溫凝固，凝固后的表面保持了凝固前的液面形狀，從而形成了焊縫表面的“突起”。隨后周?chē)牧系臏囟纫搽S之下降，由于焊縫及其附近區(qū)域發(fā)生永久性變形，工件表面焊縫附近各點(diǎn)已不能完全恢復(fù)其在激光作用前的位置，從而在工件上部形成新的殘余拉應(yīng)力，并最終導(dǎo)致工件產(chǎn)生一定程度的向上翹曲。

 

當(dāng)激光功率、掃描速度等工藝參數(shù)不同時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)注入工件的能量也不同，熔池大小和熱影響區(qū)的范圍等也將發(fā)生變化，這勢(shì)必會(huì)影響熱應(yīng)力的大小和分布，進(jìn)而導(dǎo)致焊縫表面突起程度的改變。這就提供了一種可能性，即通過(guò)選擇合適的工藝參數(shù)來(lái)控制焊縫表面形狀。