采用超窄间隙激光焊对100 mm厚304奥氏体不锈钢进行了焊接试验,并研究了接头的显微组织和力学性能。结果表明,超窄间隙激光焊可以实现百毫米级及以上厚板的有效连接且焊缝的成形良好。接头的显微组织由奥氏体和少量铁素体组成,晶粒呈胞状和等轴状。接头的拉伸强度为658 MPa。拉伸断裂位于焊缝的胞状晶区,断裂形式为典型的延性断裂,断口形貌为细小均匀的韧窝和撕裂棱。焊缝组织中等轴晶区的显微硬度大于胞状晶区。

在高功率光纤激光焊接厚度为12 mm的SUS 304不锈钢板的过程中，熔池无法在其自身重力、表面张力、蒸气反冲力等作用力的共同作用下保持动态平衡，熔池内液态金属流动剧烈，使得穿透焊时焊缝表面成型质量较差，容易出现飞溅、表面塌陷以及底部驼峰等焊接缺陷的问题。在确定焊接功率及正面保护种类及气流量等工艺参数的情况下，采用改变单一变量的方法，讨论了焊接速度、离焦量、背面保护气流量以及对接间隙的变化对焊缝表面质量的影响。结果表明：合理的工艺措施可有效改善焊缝质量，优化参数后的焊缝表面光滑、均匀，后续加工量小。拉伸试验表明韧性断裂发生在母材处，而且远离焊缝，最大拉伸应力为809 MPa，对应的应变为64%。