最近幾年，由于人們對環(huán)境問題越來越關(guān)注，在提高燃料效率方面，汽車制造商受到的壓力日益增長。更加嚴(yán)格、約束性更強的法規(guī)給工業(yè)生產(chǎn)和材料加工帶來了技術(shù)上的挑戰(zhàn)。在這些趨勢中包括了降低廢氣的排放，車身更輕，以及延長零件的使用壽命。
在所有的無縫鋼管焊接應(yīng)用中，鋼帶的邊緣被熔化，當(dāng)使用夾緊支架把無縫鋼管邊緣擠壓到一起時，邊緣發(fā)生凝固。然而，對激光焊接來說，特有的性質(zhì)是它具有高能量的光束密度。激光光束不僅熔化了材料的表層，還產(chǎn)生了一個匙孔，以至焊縫外形很窄。
功率密度低于1
MW/cm2的話，如GTAW技術(shù)，就產(chǎn)生不了足夠的能量密度以產(chǎn)生匙孔。這樣，無匙孔的工藝得到的焊接外形寬且淺。激光焊接的高精度帶來了更高效率的穿透，這又減少了晶粒生長，帶來更好的金相質(zhì)量；另一方面，GTAW更高的熱能輸入與較慢的冷卻過程導(dǎo)致了粗糙的焊接結(jié)構(gòu)。
通常來說，人們認(rèn)為激光焊接過程比GTAW快，它們有同樣的廢品率，而前者帶來更好的金相特性，這就帶來了更高的爆破強度和更高的可成形性。當(dāng)與高頻焊接相比時，激光加工材料過程不發(fā)生氧化，這就使得廢品率更低，可成形性更高。
光斑尺寸的影響
在不銹鋼無縫管廠的焊接中，焊接深度是由無縫管的厚度決定的。這樣，生產(chǎn)目標(biāo)就是通過減小焊接寬度來提高可成形性，同時實現(xiàn)更高的速度。在選擇最合適的激光時，人們不能只考慮光束質(zhì)量，還必須考慮軋管機的準(zhǔn)確性。此外，軋管機在尺寸上的誤差起作用以前還必須先考慮減小光斑時受到的限制。
在無縫管焊接中特有的尺寸上的問題很多，然而，影響焊接的主要因素是，在焊接盒（更具體的說，是焊接卷）上的接縫。一旦鋼帶經(jīng)過成形加工準(zhǔn)備進行焊接時，焊縫的特徵包括了：鋼帶間隙、嚴(yán)重/輕微的焊接錯位、焊縫中線的變化。間隙決定了要用多少材料來形成焊池。壓力太大將導(dǎo)致無縫管頂部或者內(nèi)徑材料過剩。另一方面，嚴(yán)重或者輕微的焊接錯位會導(dǎo)致焊接外形不佳。
此外，經(jīng)過焊接盒之后，無縫管將被進一步修整。這包括了尺寸調(diào)整和形狀（外形）上的調(diào)整。另一方面，額外的工作能夠去除一些嚴(yán)重/輕微的焊接缺陷，但是可能無法全部清除。當(dāng)然，我們希望實現(xiàn)零缺陷。一般來說，經(jīng)驗法則是焊接缺陷不要超過材料厚度的百分之五。超過這個數(shù)值，將影響焊接產(chǎn)品的強度。
最后，焊接中線的存在對于高質(zhì)量不銹鋼無縫管的生產(chǎn)來說是很重要的。隨著汽車巿場對可成形性的日益重視，與之直接相關(guān)的就是需要更小的熱影響區(qū)（HAZ），并且減小焊接外形。反過來，這就促進激光技術(shù)的發(fā)展，即提高光束質(zhì)量以減小光斑尺寸。隨著光斑尺寸不斷變小，我們需要更多的關(guān)注于掃描接縫中線時的精確度。一般來說，無縫管制造商會盡可能的減小這個偏差，但是實際上，要達到0.2mm(0.008英寸)的偏差是很困難的。
這帶來了使用焊縫跟蹤系統(tǒng)的需要。最普遍的兩種跟蹤技術(shù)是機械掃描和激光掃描。一方面，機械系統(tǒng)使用了探針來接觸焊接池的接縫上游，它們會沾灰，磨損和振動。這些系統(tǒng)的精確度是0.25mm(0.01英寸)，這對于高光束質(zhì)量的激光焊接來說是不夠精確的。
另一方面，激光焊縫跟蹤可以實現(xiàn)所需要的精確度。一般來講，激光光線或者激光光點被投射在焊縫表面，得到的圖像被反饋到CMOS攝像機，該攝像機通過算法來確定焊縫、錯誤接合和間隙的位置。
雖然成像速度是很重要的，但是在提供必要的閉環(huán)控制以直接在接縫上移動激光聚焦頭時，激光焊縫跟蹤器必須有足夠快的控制器來精確編譯焊縫的位置。因此，焊縫跟蹤的準(zhǔn)確性很重要，而響應(yīng)時間也同樣重要。
總的來說，焊縫跟蹤技術(shù)已經(jīng)得到充分發(fā)展，也能夠允許無縫管制造廠利用更高質(zhì)量的激光束，來生產(chǎn)可成形性更好的不銹鋼無縫管。
因此，激光焊接找到了用武之地，它被用于降低焊接的多孔性，減小焊接外形，同時保持或者提高焊接速度。激光系統(tǒng)，如擴散冷卻板條激光器，已經(jīng)提高了光束質(zhì)量，通過降低焊接寬度進一步提高可成形性。這項發(fā)展導(dǎo)致了無縫管廠中更嚴(yán)格的尺寸控制和激光焊縫跟蹤的必要性。
這樣，不銹鋼無縫管廠焊接過程的成功有賴于所有個別技術(shù)的整合，所以必須把它當(dāng)成一個完整系統(tǒng)來對待。