Die Naht, die durch eine Laserschweißmaschine gebildet wird, um zwei verbundene Körper zu verbinden, wird als Schweißnaht bezeichnet. Beide Seiten der Schweißnaht werden während des Schweißens von der Schweißwärme beeinflusst, und die Struktur und die Eigenschaften ändern sich. Dieser Bereich wird als Wärmeeinflusszone bezeichnet. Aufgrund der unterschiedlichen Schweißmaterialien und des Schweißstroms der Werkstückmaterialien während des Schweißens kann es in der Schweiß- und Wärmeeinflusszone nach dem Schweißen zu Überhitzung, Versprödung, Verhärtung oder Erweichung kommen, was auch die Schweißleistung verschlechtert und die Schweißbarkeit verschlechtert. Dies erfordert eine Anpassung der Schweißbedingungen. Das Vorwärmen der Schweißnaht vor dem Schweißen, die Wärmeerhaltung während des Schweißens und die Wärmebehandlung nach dem Schweißen können die Schweißqualität der Schweißkonstruktion verbessern.
Außerdem ist das Schweißen ein lokaler schneller Erwärmungs- und Abkühlungsprozess. Der Schweißbereich kann sich aufgrund der Beschränkungen des umgebenden Werkstückkörpers nicht frei ausdehnen und zusammenziehen. Nach dem Abkühlen treten in der Schweißkonstruktion Schweißspannungen und Verformungen auf. Dies ist auch ein häufiges Problem des herkömmlichen Kontaktschweißens. Alle wichtigen Produkte müssen Schweißspannungen eliminieren und Schweißverformungen nach dem Schweißen korrigieren. Durch den Einsatz berührungsloser Laserschweißverfahren können diese Schritte vermieden werden.
Die moderne Schweißtechnologie ist in der Lage, Schweißnähte ohne innere und äußere Defekte zu schweißen, mit mechanischen Eigenschaften, die denen des verbundenen Körpers entsprechen oder sogar besser sind. Die gegenseitigen Positionen der geschweißten Körper im Raum werden Schweißverbindungen genannt. Die Festigkeit der Verbindungen wird nicht nur von der Schweißnahtqualität beeinflusst, sondern auch von ihrer geometrischen Form, Größe, Spannungsbedingungen und Arbeitsbedingungen. Zu den Grundformen von Verbindungen gehören Stoßverbindung, Überlappverbindung, T-Verbindung (formschlüssige Verbindung) und Eckverbindung.
1. Die Querschnittsform der Stumpfnaht hängt von der Dicke des geschweißten Körpers vor dem Schweißen und der Rillenform der beiden Stoßkanten ab. Beim Schweißen von dicken Stahlplatten müssen an den Rändern verschieden geformte Rillen zum Durchdringen angebracht werden, damit Schweißstäbe oder Schweißdrähte leicht zugeführt werden können. Die Rillenformen umfassen eine einseitige Schweißrille und eine doppelseitige Schweißrille. Bei der Auswahl der Rillenform müssen neben der Sicherstellung der Durchdringung auch Faktoren wie bequemes Schweißen, weniger Zusatzwerkstoff, geringe Schweißverformung und niedrige Rillenbearbeitungskosten berücksichtigt werden.
Wenn zwei Stahlbleche mit unterschiedlichen Dicken stumpf verbunden werden, werden die dickeren Blechkanten häufig allmählich auf die gleiche Dicke an den beiden Verbindungskanten verdünnt, um eine ernsthafte Spannungskonzentration zu vermeiden, die durch scharfe Querschnittsänderungen verursacht wird. Die statische Festigkeit und die Ermüdungsfestigkeit von Stoßverbindungen sind höher als die anderer Verbindungen. Bei Verbindungen, die unter Wechsel- und Stoßbelastungen oder in Tieftemperatur- und Hochdruckbehältern arbeiten, wird häufig das Stumpfstoßschweißen bevorzugt.
2. Die Vorbereitung vor dem Schweißen der Überlappverbindung ist einfach, die Montage ist bequem und die Schweißverformung und Restspannung sind gering, daher wird sie häufig bei der Installation von Verbindungen und unwichtigen Strukturen vor Ort verwendet. Überlappungsstoß ist im Allgemeinen nicht geeignet für Arbeiten unter Wechsellast, korrosivem Medium, hoher Temperatur oder niedriger Temperatur.
3. T-Verbindungen und Eckverbindungen werden in der Regel aus statischen Gründen verwendet. Die Verarbeitungseigenschaften von Kehlnähten mit unvollständigem Einbrand an T-Stößen ähneln denen von Überlappnähten. Wenn die Schweißnaht senkrecht zur Richtung der äußeren Kraft verläuft, wird sie zu einer vorderen Kehlnaht. Zu diesem Zeitpunkt verursacht die Form der Schweißoberfläche unterschiedliche Spannungskonzentrationen; Die Beanspruchung einer Kehlnaht mit Durchbrand ist ähnlich der einer Stumpfnaht.
Die Tragfähigkeit der Eckverbindung ist gering und wird im Allgemeinen nicht alleine verwendet. Sie kann nur durch Durchschweißungen oder Kehlnähte innen und außen verbessert werden. Es wird hauptsächlich an den Ecken geschlossener Strukturen verwendet.
In der modernen Metallverarbeitung entwickelte sich die Schweißtechnik später als die Gieß- und Schmiedetechnik, aber sie entwickelte sich rasant. Das Gewicht von Schweißkonstruktionen macht etwa 45 Prozent der Stahlproduktion aus, und auch der Anteil von Schweißkonstruktionen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen nimmt zu.
Für den zukünftigen Schweißprozess sollten einerseits neue Schweißverfahren, Schweißgeräte und Schweißmaterialien entwickelt werden, um die Schweißqualität und Sicherheitszuverlässigkeit weiter zu verbessern; Andererseits ist es notwendig, den Grad der Schweißmechanisierung und -automatisierung zu verbessern, wie z. B. Programmsteuerung und digitale Steuerung der Schweißmaschine; Entwicklung einer speziellen Schweißmaschine, die den gesamten Prozess von der Vorbereitung über das Schweißen bis hin zur Qualitätsüberwachung automatisiert; In der automatischen Schweißproduktionslinie kann die Förderung und Erweiterung von CNC-Schweißmanipulatoren und Schweißrobotern das Niveau der Schweißproduktion und die Gesundheits- und Sicherheitsbedingungen beim Schweißen verbessern.
