激光焊接是激光加工技能应用的重要方面之一，更是21世纪受瞩目、有发展前景的焊接技能。与传统焊接办法比照，激光焊接具有很多优势，焊接质量更高、功率更快。现在，激光焊接技能已广泛应用于制造业、粉末冶金、汽车工业、电子工业、生物医学等各个领域。

一、激光焊接原理

激光焊接属于熔融焊，以激光束作为焊接热源，其焊接原理是：经过特定的办法鼓励活性介质，使其在谐振腔中往复震动，从而转化成受激辐射光束，当光束与工件彼此接触时，其能量则被工件吸收，当温度高达资料的熔点时即可进行焊接。

按焊接熔池构成的机理划分，激光焊接有两种根本的焊接机理：热传导焊接和深熔（小孔）焊接。热传导焊接时发生的热量通过热传递扩散至工件内部，使焊缝外表熔化，根本不发生汽化现象，常用于低速薄壁构件的焊接。深熔焊使资料汽化，构成很多等离子体，由于热量较大，熔池前端会呈现小孔现象。深熔焊能完全焊透工件，且输入能量大、焊接速度快，是现在使用广泛的激光焊接模式。

二、激光焊接首要工艺参数

影响激光焊接加工质量的工艺参数较多，如功率密度、激光脉冲波形、离焦量、焊接速度和辅佐吹维护气等。

1、激光功率密度

功率密度是激光加工中要害的参数之一。采用较高的功率密度，在微秒时刻范围内，表层即可加热至沸点，发生很多汽化。因而，高功率密度关于资料去除加工，如打孔、切割、雕琢十分有利。关于较低功率密度，表层温度到达沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层到达熔点，易构成良好的熔融焊接。因而，在热传导型激光焊接中，功率密度范围在104-106W/cm2。

2、激光脉冲波形

激光脉冲波形既是差异资料去除还是资料熔化的重要参数，也是决定加工设备体积及造价的要害参数。当高强度激光束射至资料外表，资料外表将会有60～90%的激光能量反射而损失掉，尤其是金、银、铜、铝、钛等资料反射强、传热快。一个激光脉冲讯号过程中，金属的反射率随时刻而变化。当资料外表温度升高到熔点时，反射率会敏捷下降，当外表处于熔化状况时，反射稳定于某一值。

3、激光脉冲宽度

脉宽是脉冲激光焊接的重要参数。脉宽由熔深与热影响分区确定，脉宽越长热影响区越大，熔深随脉宽的1/2次方添加。但脉冲宽度的增大会下降峰值功率，因而添加脉冲宽度一般用于热传导焊接方法，构成的焊缝尺度宽而浅，特别合适薄板和厚板的搭接焊。但是，较低的峰值功率会导致剩余的热输入，每种资料都有一个可使熔深到达大的佳脉冲宽度。

4、离焦量

激光焊接一般需要必定的离焦量，由于激光焦点处光斑中心的功率密度过高，简单蒸发成孔。脱离激光焦点的各平面上，功率密度散布相对均匀。

离焦方法有两种：

正离焦与负离焦。焦平面坐落工件上方为正离焦，反之为负离焦。按几何光学理论，当正负离焦平面与焊接平面距离相等时，所对应平面上的功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状有必定差异。负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的构成进程有关。

5、焊接速度

激光焊接加工决议了焊接外表质量、熔深、热影响区等。焊接速度的快慢会影响单位时间内的热输入量，焊接速度过慢，则热输入量过大，导致工件烧穿，焊接速度过快，则热输入量过小，造成工件焊不透。一般选用下降焊接速度的方法来改善熔深。

6、辅佐吹维护气

辅佐吹维护气在高功率激光焊接中是必不可少的一道工序。一方面是为了避免金属资料溅射而污染聚集镜；另一方面是为了避免焊接进程中发生的等离子体过多聚集，阻挡激光到达资料外表。激光焊接进程常运用氦、氩、氮等气体维护熔池，使工件在焊接工程中免受氧化。维护气体品种和气流巨细、吹气视点等因素对焊接成果有较大影响，不同的吹气方法也会对焊接质量发生必定的影响。

氦气不易电离（电离能量较高），可让激光顺畅通过，光束能量不受阻碍地直达工件外表。这是激光焊接时运用有用的维护气体，但价格比较贵。氩气比较廉价，密度较大，所以维护效果较好。但它易受高温金属等离子体电离，成果屏蔽了部分光束射向工件，减少了焊接的有用激光功率，也损害焊接速度与熔深。运用氩气维护的焊件外表要比运用氦气维护时来得润滑。氮气作为维护气体廉价，但对某些类型不锈钢焊接时并不适用，主要是由于冶金学方面问题，如吸收，有时会在搭接区发生气孔。

激光焊接作为一种新型焊接技能，具有高能量密度、高速度、高精度、深穿透、适应性强等特色，其应用规模越来越广泛，不仅能进步出产功率，更进步了焊接质量，激光焊接技能必将在资料加工领域发挥更重要的效果。