به عنوان یک فرآیند جوشکاری ذوبی، مشابه با جوش قوس الکتریکی، جوش لیزری در فولادهای سازه ای می تواند دارای نقص باشد. بدون آماده سازی مناسب مواد و انتخاب پارامترهای جوشکاری، عیوب خاص می توانند احتمال بیشتری داشته باشند (ترک های انجماد، منافذ، از دست دادن چقرمگی)، و برخی عیوب دیگر احتمال کمتری دارند (مانند اعوجاج بیش از حد).
ترک انجماد
ترک خوردگی انجماد قابل قبول نیست و زمانی رخ می دهد که فلز جوش انجماد کننده نتواند کرنش های وارد بر آن را در مراحل نهایی انجماد با انجماد و سرد شدن جوش حفظ کند. این امر به ویژه زمانی رخ می دهد که مایع نهایی برای جامد شدن به صورت یک لایه نازک که مرزهای دندریت را می پوشاند، معمولاً در امتداد خط مرکزی جوش وجود دارد، و در دمای پایین در مقایسه با دمای توده جامد جامد می شود. این کاهش دما به نوبه خود ناشی از جداسازی عناصر به مرزهای دندریت است که سپس ترکیبات یا فازهای با نقطه ذوب پایین را تشکیل می دهند.
در فولادهای ساختاری، سطوح بالای غیرقابل قبول گوگرد و/یا فسفر مقصر اصلی هستند. علاوه بر این، عناصری که تشکیل آستنیت اولیه را تقویت می‌کنند می‌توانند منجر به افزایش تمایل به ترک خوردگی انجماد شوند، اینها C، منگنز، نیکل و غیره هستند. با این حال، منگنز همچنین می‌تواند اثر مفیدی داشته باشد زیرا با گوگرد ترکیب می‌شود و فازهایی با شکل کروی تشکیل می‌دهد. ، که بنابراین در مرزهای دندریت لایه های شکننده تشکیل نمی دهند. نتایج عملی این ملاحظات این است که برای جلوگیری از ترک خوردگی در فولادها، داشتن سطوح کم عناصر مانند C، S و P و سطح بالای منگنز در فلز جوش مطلوب است. بنابراین، در برخی موارد، می توان از افزودن مناسب سیم پرکننده برای به حداقل رساندن ترک خوردگی انجماد استفاده کرد.
سرعت جوش و شکل (نسبت ابعاد) جوش نیز مهم است. سرعت های جوشکاری بالا باعث ایجاد جوش های عمیق و باریک با مرز خط مرکزی واحد می شود، در حالی که سرعت های جوشکاری کمتر باعث ایجاد یک جوش عریض تر و کم عمق می شود که ممکن است ساختار انجماد سودمندتر، پیچیده تر نیز در مرکز خود داشته باشد. شکل جوش را می توان با افزایش گرمای ورودی و/یا استفاده از پرتو لیزر با قطر نقطه متمرکز بزرگتر تحت تأثیر قرار داد، که هر دو می توانند برای گسترش جوش استفاده شوند.
عوامل دیگری که بر ترک خوردگی تأثیر می گذارند مانند ضخامت صفحه، نوع اتصال و تناسب، مهار اجزا و آلودگی سطح اتصال باید در هنگام توسعه روش های جوشکاری برای جلوگیری از ترک در نظر گرفته شوند. اتصالات ضخیم‌تر، نامناسب‌تر، به‌درستی تمیز نشده‌تر و بیش از حد مهار شده‌تر نسبت به اتصالات تمیز، مناسب و کمتر ثابت در مواد نازک‌تر، احتمال ترک خوردن دارند.
تخلخل
در جوش های لیزری در فولادهای سازه ای، تخلخل می تواند مشکل ساز باشد، اما تا سطوح تعریف شده در استانداردهای جوشکاری لیزری قابل تحمل است. تخلخل جوش می تواند از گاز بیش از حد به شکل حباب در فلز جوش که در فلز جوش انجماد به دام می افتد، منشاء بگیرد. همچنین اگر سوراخ کلید ناپایدار باشد، می تواند در نتیجه فروریختن سوراخ کلید جوش لیزری باشد و در گازها به دام بیفتد.
منبع این گاز اغلب می تواند آلودگی سطحی بر روی قطعات جوشکاری مانند گریس، روغن، اکسید و بخار آب جذب شده، باقیمانده سیال برش و غیره باشد. همه اینها را می توان با آماده سازی و تمیز کردن کافی لبه و سطح کنترل کرد.
برخورد با گازهای محلول در خود فلز پایه دشوارتر است. برای به حداقل رساندن تخلخل، لازم است از فولادهایی با محتوای گاز کم، یعنی فولادهای کاملاً کشته، ترجیحاً با آلومینیوم استفاده شود. از سیم پرکننده می توان برای کنترل تخلخل، با افزودن عناصر اکسید زدا مانند Si و Al به فلز جوش استفاده کرد.
محافظ گاز بی اثر موثر در به حداقل رساندن تخلخل مهم است تا از ورود ناخواسته گازهای جوی به جوش جلوگیری شود.
هر اقدامی که می‌توان برای بزرگ‌کردن حوضچه جوش انجام داد (مثلاً جوشکاری با ورودی گرمای بالاتر، یا جوشکاری لیزری-قوسی دو نقطه‌ای یا هیبریدی)، یا افزایش زمان در دسترس برای خروج گاز (مثلاً کاهش سرعت جوش) نیز می‌تواند مفید باشد. کاهش سطح تخلخل
بسته به طول موج منبع لیزر و پارامترهای جوشکاری مورد استفاده، انتخاب دقیق یک سیستم کنترل پلوم یا پلاسما و نوع و تنظیم گاز کمکی مربوط به آن نیز می تواند مهم باشد. کنترل کافی ستون یا پلاسما منجر به ایجاد یک سوراخ کلید پایدارتر می شود که از فروپاشی ناپایدار آن سوراخ کلید جلوگیری می کند.
جوش‌های با نفوذ جزئی بیشتر از جوش‌های با نفوذ کامل مستعد تخلخل هستند، زیرا مسیرهای خروج حباب‌های گاز محدودتر می‌شوند. برعکس، هنگامی که جوش ها شروع به نفوذ کنند، منافذی که معمولاً در پایین جوش گیر می کنند می توانند از ریشه جوش خارج شوند و دیگر نیازی به شناور شدن از طریق فلز مذاب برای خروج از سطح جوش ندارند. .
تغییرات در خواص مواد
اگرچه از نظر فنی یک نقص جوش نیست، اما سرعت خنک‌کنندگی بالای فلز جوش و HAZ بلافاصله پس از جوشکاری لیزری می‌تواند منجر به تشکیل ریزساختارهای شکننده و با چقرمگی کم در فولادهای سازه‌ای شود. نظارت بر سطوح سختی، به‌ویژه در طول تعیین یک روش جوشکاری، می‌تواند به عنوان راهنمای مفیدی برای تعیین حداقل حرارت ورودی قابل قبول باشد. با این وجود، توصیه می‌شود که این امر با تست چقرمگی ضربه و در صورت لزوم، آزمایش CTOD تکمیل شود. معمولاً، نتایج این اندازه‌گیری‌ها و آزمایش‌ها نشان می‌دهد که آیا افزایش در گرمای ورودی، به عنوان مثال با کاهش سرعت جوشکاری، برای برآوردن چقرمگی مورد نیاز ضروری است یا خیر. این به ویژه در مورد چقرمگی HAZ، جایی که سیم پرکننده نمی تواند مقادیر چقرمگی حاصل را تغییر دهد، صادق است. به همین دلیل، در برخی از کاربردها، ممکن است نمرات فولاد قابل جوش لیزری با سختی کمتر در نظر گرفته شود.