激光焊（Laser Welding）以聚焦的激光束作為動(dòng)力轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量停止焊接的辦法。它具備高能量密度、深穿透性、高精度、順應(yīng)性強(qiáng)等長(zhǎng)處。焊接時(shí)無(wú)機(jī)器打仗，有利于完成在線(xiàn)品質(zhì)監(jiān)控和自動(dòng)化臨盆，經(jīng)濟(jì)效益明顯。跟著航空航天、微電子、醫(yī)療及核工業(yè)等的迅猛發(fā)展，對(duì)資料機(jī)能請(qǐng)求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的焊接辦法難以滿(mǎn)足請(qǐng)求，激光焊日趨獲得普遍應(yīng)用。

第一節(jié)  概 述

激光是20世紀(jì)較偉大的創(chuàng)造之一，世界上第一臺(tái)激光器問(wèn)世于1960年。

激光（Laser）是英文光受激輻射縮小（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）的首字母縮寫(xiě)詞。激光應(yīng)用輻射引發(fā)光縮小道理而產(chǎn)生一種單色、偏向性強(qiáng)、光亮度大的光束。經(jīng)透射或反射鏡聚焦后可獲得直徑小于0.01mm、功率密度高達(dá)1018W／m2的能束，可用作焊接、切割及資料外面處理的熱源。

一、激光焊道理及分類(lèi)

（一）激光焊的道理

激光焊接時(shí)，激光照射到被焊接資料的外面，與其產(chǎn)生感化，一部門(mén)被反射，一部門(mén)進(jìn)入資料外部。對(duì)付不通明資料，透射光被接收，金屬的線(xiàn)性接收系數(shù)約為107～108m－1。對(duì)付金屬，激光在金屬外面0.01～0.1μm的厚度中被接收轉(zhuǎn)釀成熱能，招致金屬外面溫度低落，再傳向金屬外部。

激光焊接的道理是：光子轟擊金屬外面構(gòu)成蒸氣，蒸發(fā)的金屬可防止殘剩能量被金屬反射掉。假如被焊金屬有良好的導(dǎo)熱機(jī)能，則會(huì)獲得較大的熔深。激光在資料外面的反射、透射和接收，本質(zhì)上是光波的電磁場(chǎng)與資料互相感化的成果。激光光波入射資料時(shí)，資料中的帶電粒子依著光波電矢量的步驟振動(dòng)，使光子的輻射能釀成為了電子的動(dòng)能。物資接收激光后，起首產(chǎn)生的是某些質(zhì)點(diǎn)的適量能量，如自由電子的動(dòng)能，約束電子的引發(fā)能或許另有適量的聲子。這些原始引發(fā)能顛末必定進(jìn)程再轉(zhuǎn)化為熱能。

激光是一種嶄新的光源，它除與其余光源同樣是一種電磁波外，還具備其余光源不具備的特征，如高偏向性、高亮度（光子強(qiáng)度）、高單色性和高相干性。激光加工時(shí)，資料接收的光能向熱能的轉(zhuǎn)換是在極短的光陰（約為10－9s）內(nèi)完成的。在這個(gè)光陰內(nèi)，熱能僅僅范圍于資料的激光輻照區(qū)，爾后經(jīng)由過(guò)程熱傳導(dǎo)，熱量由高溫區(qū)傳向高溫區(qū)。

金屬對(duì)激光的接收，重要與激光波長(zhǎng)、資料的性子、溫度、外面狀態(tài)和激光功率密度等身分無(wú)關(guān)。一樣平常來(lái)說(shuō)，金屬對(duì)激光的接收率跟著溫度的回升而增大，隨電阻率的增長(zhǎng)而增大。

（二）激光焊的分類(lèi)廣州激光，激光官網(wǎng)，激光公司，激光廠(chǎng)家

依據(jù)激光對(duì)工件的感化方法，激光焊可分為脈沖激光焊和持續(xù)激光焊。脈沖激光焊時(shí)，輸出到工件上的能量是斷續(xù)的、脈沖的，每一個(gè)激光脈沖在焊接進(jìn)程中構(gòu)成一個(gè)圓形焊點(diǎn)。持續(xù)激光焊在焊接進(jìn)程中構(gòu)成一條持續(xù)的焊縫。

依據(jù)現(xiàn)實(shí)感化在工件上的功率密度，激光焊可分為熱傳導(dǎo)焊（功率密度小于105W/cm2）和深熔焊（功率密度大于或即是105W/cm2）。

1、熱傳導(dǎo)焊

熱傳導(dǎo)焊時(shí)，激光將金屬外面加熱到熔點(diǎn)與沸點(diǎn)之間，金屬資料外面將所接收的激光能轉(zhuǎn)變成熱能，使金屬外面溫度低落而融化，而后經(jīng)由過(guò)程熱傳導(dǎo)方法把熱能傳向金屬外部，使融化區(qū)漸漸擴(kuò)展，凝結(jié)后構(gòu)成焊點(diǎn)或焊縫，其熔深表面近似為半球形。

熱傳導(dǎo)焊的特色是激光光斑的功率密度小，很大一部門(mén)光被金屬外面所反射，光的接收率較低，焊接熔深淺，焊接速率慢。其重要用于薄（厚度＜lmm＝、小工件的焊接加工。

2、深熔焊

深熔焊時(shí)，當(dāng)激光光斑上的功率密度充足大，金屬外面在激光束感化下，溫度敏捷回升到沸點(diǎn)，金屬敏捷蒸發(fā)構(gòu)成的蒸汽壓力、反沖力等能克服熔融金屬的外面張力和液體的靜壓力等而構(gòu)成小孔，激光束可直接深刻資料外部，因此能構(gòu)成深寬比大的焊縫。圖2－1為激光深熔焊接示意圖。

圖2－1  激光深熔焊接示意圖

假如激光功率充足大而資料絕對(duì)較薄，激光焊構(gòu)成的小孔貫串全部板厚且后頭能夠接收到部門(mén)激光，這類(lèi)辦法也可稱(chēng)之為薄板激光小孔效應(yīng)焊。廣州激光，激光官網(wǎng)，激光公司，激光廠(chǎng)家

從機(jī)理上看，這兩種焊接辦法的條件都是焊接時(shí)存在小孔，兩者沒(méi)有本質(zhì)的差別。小孔四周被熔池金屬所包抄，融化金屬的重力及外面張力有使小孔彌合的趨向，而持續(xù)產(chǎn)生的金屬蒸氣則力求保持小孔的存在。隨光束的活動(dòng)，小孔將跟著光束活動(dòng)，但其外形和尺寸倒是穩(wěn)定的。

小孔的前方構(gòu)成一個(gè)歪斜的燒蝕*。在這個(gè)地區(qū)，小孔的四周存在壓力梯度和溫度梯度。在壓力梯度的感化下，燒熔資料繞小孔的周邊由*向后沿活動(dòng)。溫度梯度沿小孔的周邊樹(shù)立了一個(gè)后面大后面小的外面張力，這就進(jìn)一步驅(qū)策熔融資料繞小孔周邊由*向后沿活動(dòng)，末了在小孔前方凝結(jié)起來(lái)構(gòu)成焊縫。激光焊焊接時(shí)伴隨聲響和色彩的變更，可據(jù)此監(jiān)控焊接進(jìn)程。

二、激光焊的特色及應(yīng)用

（一）激光焊的特色

激光焊是應(yīng)用高能量密度的激光束作為熱源停止焊接的一種高效周詳?shù)暮附愚k法。采納激光焊，不只臨盆率高于傳統(tǒng)的焊接辦法，并且焊接品質(zhì)也獲得了明顯進(jìn)步。與一樣平常焊接辦法比擬，激光焊具備以下特色。廣州激光，激光官網(wǎng)，激光公司，激光廠(chǎng)家

1、聚焦后的功率密度可達(dá)105～107W/cm2，乃至更高，加熱會(huì)合，完成單元長(zhǎng)度、單元厚度工件焊接所需的熱輸出低，因此工件產(chǎn)生的變形極小，熱影響區(qū)也很窄，分外適宜于周詳焊接和微細(xì)焊接；

2、激光能發(fā)射、透射，能在空間流傳相稱(chēng)間隔而衰減很小，可停止遠(yuǎn)間隔或一些難以接近的部位的焊接；激光可經(jīng)由過(guò)程光導(dǎo)纖維、棱鏡等光學(xué)辦法曲折傳輸、偏轉(zhuǎn)、聚焦，分外適合于微型整機(jī)、難以接近的部位或遠(yuǎn)間隔的焊接；

3、可獲得深寬比大的焊縫，焊接厚件時(shí)可不開(kāi)坡口一次成形。激光焊縫的深寬比今朝已達(dá)12：1，不開(kāi)坡口單道焊接鋼板的厚度已達(dá)50mm；

4、一臺(tái)激光器可供多個(gè)事情臺(tái)停止分歧的事情，既可用于焊接，又可用于切割、合金化和熱處理，一機(jī)多用；

5、適宜于難熔金屬、熱敏感性強(qiáng)的金屬和熱物理機(jī)能差別迥異、尺寸和體積迥異工件間的焊接；

6、可穿過(guò)通明介質(zhì)對(duì)密閉容器內(nèi)的工件停止焊接；

7、激光束不受電磁滋擾，無(wú)磁偏吹征象存在，適宜于磁性資料焊接；

8、不需真空室，不產(chǎn)生X射線(xiàn)，察看及對(duì)中便利。

激光焊的不足之處是裝備的一次性投資大，分外是高功率持續(xù)激光器，價(jià)錢(qián)低廉；，光束激光器的電光轉(zhuǎn)換及全體運(yùn)轉(zhuǎn)效力都很低能量轉(zhuǎn)換率僅為10％～20％；對(duì)高反射率的金屬直接停止焊接比擬艱苦。

（二）激光焊的應(yīng)用

用激光能很好地焊接許多資料，以是激光焊作為一種奇特的焊接辦法日趨受到重視。激光焊在汽車(chē)、鋼鐵、船舶、航空、輕工等行業(yè)獲得了日趨普遍的應(yīng)用，分外是在航空航天范疇獲得了勝利的應(yīng)用。表2－1是激光焊的部門(mén)應(yīng)用實(shí)例。廣州激光，激光官網(wǎng)，激光公司，激光廠(chǎng)家

表2－1  激光焊的部門(mén)應(yīng)用實(shí)例

用激光焊可獲得高品質(zhì)的單面焊雙面成形焊縫

    激光焊接固然在焊接深度方面比電子束焊小一些，但因?yàn)榭擅獬娮邮刚婵帐覍?duì)整機(jī)的范圍、無(wú)需在真空條件下停止焊接，故其應(yīng)用遠(yuǎn)景更加遼闊。外洋20世紀(jì)80年月以來(lái)，激光焊裝備每一年以25％的比例增長(zhǎng)。激光加工裝備常與機(jī)器人聯(lián)合起來(lái)構(gòu)成柔性加工體系，使其應(yīng)用規(guī)模獲得進(jìn)一步擴(kuò)展。廣州激光，激光官網(wǎng)，激光公司，激光廠(chǎng)家

在電廠(chǎng)的制作及化工行業(yè)，有大批的管-管、管-板討論，。在艦船制造業(yè)，用激光焊焊接大厚度板（可加添補(bǔ)金屬），討論機(jī)能優(yōu)于平日的電弧焊，能低落產(chǎn)品成本，進(jìn)步構(gòu)件的可靠性，有利于延伸艦船的應(yīng)用壽命。激光焊還應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)定子死心的焊接，動(dòng)員機(jī)殼體、機(jī)翼隔架等飛機(jī)整機(jī)的臨盆，航空渦輪葉片的修復(fù)等。

激光焊另有其余情勢(shì)的應(yīng)用，如激光釬焊、激光-電弧焊、激光填絲焊、激光壓焊等。激光釬焊重要用于印刷電路板的焊接，激光壓焊重要用于薄板或薄鋼帶的焊接。廣州激光，激光官網(wǎng)，激光公司，激光廠(chǎng)家