這是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產生的熱量進行焊接的方法。激光是目前世界上最亮的光，二氧化碳(tan)激光的亮度比太陽光亮8個數量級，而高功率釹玻璃激光則比太陽光亮16個數量級。激光的方向性很好，它能傳播到很遠的距離，且擴散面積小，接近于理想的平行光。同時，激光為單色光，它的發光光譜寬度很狹窄，比氪燈的光譜寬度窄幾個數量級，聚焦后在焦點上的功率密度比普通的焊接熱源高幾個數量級。基于有上述特點，激光成為一種十分理想的焊接和功割的熱源。
一、不銹(xiu)鋼激光焊的(de)優點(dian)
它與一般焊接方法相比，其(qi)優點在于：
1. 聚焦(jiao)后(hou)的激光具有很(hen)高的功率密度，焊接以(yi)深熔(rong)方(fang)式進(jin)行。
2. 激光的(de)加熱范(fan)圍(wei)小(xiao)（＜1mm），熱量(liang)集中，焊接速度快(kuai)，使焊接殘余應力和焊后變形量(liang)減小(xiao)。
3. 激光(guang)能反射、透射，在空間傳播相當(dang)距離(li)后能量(liang)衰(shuai)減(jian)很小(xiao)，可進行(xing)遠距離(li)或一(yi)些難以接近部(bu)位的焊接；
4. 與電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)接相比，它(ta)不(bu)需要(yao)真空室(shi)，也(ye)不(bu)會產(chan)生(sheng)X射線，但可焊(han)(han)接厚度不(bu)如電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)的厚，且(qie)大功率激光發(fa)生(sheng)器的結構比電(dian)子(zi)束(shu)更為復雜(za)，一次性投資更高。
二、不銹鋼激光焊(han)的(de)焊(han)接(jie)特點(dian)
1. 奧(ao)氏體不銹鋼(gang)的激光焊焊接性能一般較好。奧氏體型不銹鋼為了提高力學性能，加入了硫和硒等元素，焊后凝固裂紋的傾向會有所增加。
2. 奧氏體型不銹(xiu)鋼的熱導(dao)率(lv)只(zhi)有碳鋼的1/3，對(dui)激(ji)光的吸收率(lv)比(bi)碳鋼略高，所(suo)以同樣(yang)條件下奧氏體型不銹(xiu)鋼激(ji)光焊熔(rong)池比(bi)碳鋼稍微低一(yi)點(dian)（5％～10％）。
3. 激光焊(han)接奧氏體型不銹鋼(gang)的熱變形和(he)殘(can)余(yu)應力也相對(dui)較小，采用其他常規焊(han)接方(fang)法(fa)時奧氏體型不銹鋼(gang)會產生比碳鋼(gang)大50％的熱膨脹量(liang)。
4. Cr/Ni當量大于1.6時，奧氏體型不銹鋼較適合激光焊；當量Cr/Ni小于1.6時，產生熱裂紋傾向就會提高。
三、激光焊接設備
激(ji)(ji)光焊(han)接設備(bei)主要由激(ji)(ji)光器(qi)、光學偏轉(zhuan)焦系統、光束檢測器(qi)、控制(zhi)系統和(he)(he)工作(zuo)臺組(zu)成，國產激(ji)(ji)光設備(bei)型(xing)號見表3-48。按(an)工作(zuo)物質狀態，激(ji)(ji)光器(qi)分固體激(ji)(ji)光器(qi)和(he)(he)氣體激(ji)(ji)光器(qi)；按(an)其能量(liang)輸出方式可分脈沖激(ji)(ji)光器(qi)和(he)(he)連續(xu)激(ji)(ji)光器(qi)。
幾(ji)種焊接激(ji)光器(qi)性(xing)能參數見表3-49。
1. 固體激(ji)光(guang)器產生激(ji)光(guang)的工作(zuo)物質(zhi)有紅(hong)寶石(shi)、釹玻璃(li)釔鋁石(shi)榴石(shi)，主要以(yi)脈(mo)(mo)沖(chong)方式工作(zuo)，輸(shu)出功(gong)(gong)率小，通(tong)常用于(yu)定位焊，隨(sui)著輸(shu)出功(gong)(gong)率增大，也可以(yi)進行(xing)焊接(jie)(jie)(jie)。焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭形式如圖3-49所(suo)示。脈(mo)(mo)沖(chong)激(ji)光(guang)焊主要焊接(jie)(jie)(jie)參數(shu)有脈(mo)(mo)沖(chong)能量和寬(kuan)度以(yi)及功(gong)(gong)率密(mi)度等。表3-50為(wei)用脈(mo)(mo)沖(chong)激(ji)光(guang)焊焊接(jie)(jie)(jie)301不銹鋼鋼焊絲的焊接(jie)(jie)(jie)參數(shu)及接(jie)(jie)(jie)頭性能。
2. 氣體激光器氣體激光器大多為二氧化碳激光器，有3種結構形式：封閉式或半封閉式二氧化碳激光器、橫流式二(er)氧化(hua)碳激光器和快速軸流式二(er)氧(yang)化碳激光器。二氧(yang)化碳(tan)激光器的輸出功率大，最高達6kW，能焊成連續焊縫。
二氧(yang)化碳激光焊所用的對接形式如圖3-50所示，通常采用對接接頭形式。圖3-51所示為焊接接頭的裝配要求，裝配時必須施加一個裝配壓力F，使待焊件之間的間隙越小越好。
激(ji)光焊的熔深與激(ji)光功率、焊接速度、光斑(ban)直徑、離焦量、氣體(ti)保護等均有關(guan)。其(qi)中(zhong)氣體(ti)保護用氦能使熔深加(jia)深，如果在(zai)氦里加(jia)入少量氬(ya)或(huo)氧，能進(jin)一步提(ti)高(gao)熔深。
用激光焊焊接奧氏體型不銹鋼板，從薄板到中厚度板（0.1～12mm），均可達到性能良好且焊接接頭外觀和成形美觀的效果。表3-51為二氧化碳激光焊焊接不銹鋼的焊接參數。
中科院沈陽自動化所、中科院自動化所、蘇州長光華芯光電技術有限公司和江蘇（揚州）數控機床研究院經過多年努力，研制成“全自動激光拼焊生產線”，采用國產4kW光纖耦合激光器。用激光拼焊鋼板材厚度為0.5～3.0mm，最大焊接速度高達9m/min，最大焊接效率5件/min，可多組同時拼焊數≥3，能滿足250～2200mm焊縫長度焊接要求。目前已為汽車制造業用戶中實際加工20萬件以上產品。這條研制成的全自動激光拼焊生產線，不僅替代了國外進口生產線用于車用激光拼焊板材批量生產，同時還填補了我國全自動激光拼焊生產線的空白。該設備生產單位為江蘇揚州巧智鑫自動化設備有限公司。
四、激光焊接技術(shu)發展方向
1. 激光填(tian)絲焊接(jie)
激(ji)光(guang)焊接(jie)(jie)一般情況(kuang)下不需要(yao)添加填充(chong)(chong)焊絲，激(ji)光(guang)束(shu)(shu)(shu)照射在被(bei)焊工(gong)件的(de)(de)(de)接(jie)(jie)縫處(chu)，靠被(bei)焊工(gong)件材料(liao)自(zi)身的(de)(de)(de)熔(rong)化(hua)形成(cheng)接(jie)(jie)頭(tou)。由(you)(you)于激(ji)光(guang)束(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)光(guang)束(shu)(shu)(shu)尺寸很小，對被(bei)焊材料(liao)的(de)(de)(de)坡口加工(gong)和裝配間隙(xi)要(yao)求很高(gao)，一旦達不到要(yao)求，往(wang)往(wang)會發生焊偏或泄漏(lou)，很難保證焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)質量。如果在激(ji)光(guang)對工(gong)件進行加熱的(de)(de)(de)同時(shi)，采用從激(ji)光(guang)束(shu)(shu)(shu)前方(fang)或后(hou)方(fang)添加填充(chong)(chong)焊絲的(de)(de)(de)方(fang)式(shi)，補充(chong)(chong)液態(tai)金(jin)屬(shu)，解決(jue)由(you)(you)于間隙(xi)過(guo)大或激(ji)光(guang)作用下液態(tai)金(jin)屬(shu)汽化(hua)流(liu)失而造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)焊縫區液態(tai)連接(jie)(jie)金(jin)屬(shu)過(guo)少(shao)的(de)(de)(de)問題，避(bi)免焊縫出現咬邊、凹陷等缺陷。
激光填(tian)絲焊(han)接的優點：
a. 激光填絲焊(han)可以在很(hen)大程度(du)上降低工件的加(jia)工和(he)裝配精度(du)，改善(shan)焊(han)接結構(gou)和(he)被焊(han)材(cai)料的適應性，提(ti)高焊(han)縫成(cheng)形和(he)表面質(zhi)量。
b. 激(ji)光(guang)填絲(si)焊可以通過(guo)設計焊絲(si)成分來控制焊接冶金(jin)和焊縫(feng)成分，改善焊縫(feng)金(jin)屬的組(zu)織，抑制焊接裂紋的形成，提高焊接接頭的性能。特(te)別對含(han)有脆性材料的異(yi)種(zhong)金(jin)屬焊接極為有利。
c. 采用多層激(ji)光填絲焊的(de)方式還(huan)可以有(you)較小功(gong)率(lv)的(de)激(ji)光器實現大厚度板的(de)焊接，顯著提高了(le)激(ji)光對厚板焊接的(de)適應能力。
2. 激光電弧復合焊接
激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)電弧(hu)(hu)復合(he)焊(han)接(jie)有時也稱電弧(hu)(hu)輔(fu)助激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)焊(han)接(jie)技術，其主(zhu)要目的(de)(de)是有效(xiao)利用(yong)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)和電弧(hu)(hu)熱源，充分發(fa)揮兩種熱源各自(zi)優勢，取長補短(duan)，以較小的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)功率獲(huo)得較大的(de)(de)熔深，穩(wen)定焊(han)接(jie)過(guo)程，提高焊(han)接(jie)效(xiao)率，降低(di)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)焊(han)接(jie)的(de)(de)裝配精(jing)度(du)和應用(yong)成本。
3. 雙束激(ji)光焊接
雙(shuang)束(shu)(shu)激光(guang)焊(han)接(jie)是將(jiang)同(tong)一(yi)種激光(guang)采(cai)用光(guang)學方法(fa)分離成(cheng)兩束(shu)(shu)單(dan)獨的(de)(de)光(guang)，或用兩束(shu)(shu)不(bu)同(tong)類(lei)型的(de)(de)激光(guang)組(zu)合起來進行(xing)(xing)焊(han)接(jie)的(de)(de)方法(fa)。通過改變兩束(shu)(shu)光(guang)的(de)(de)能量(liang)、光(guang)束(shu)(shu)間(jian)距、甚至(zhi)是兩束(shu)(shu)光(guang)的(de)(de)能量(liang)分布模(mo)(mo)式(shi)，對焊(han)接(jie)溫(wen)度場進行(xing)(xing)方便、靈活的(de)(de)調節，改變小孔(kong)的(de)(de)存在模(mo)(mo)式(shi)與熔池中(zhong)液(ye)態金屬流動(dong)方式(shi)，為(wei)焊(han)接(jie)工(gong)藝提供更廣的(de)(de)選擇空間(jian)。它(ta)不(bu)僅擁(yong)有焊(han)接(jie)熔深大(da)、速(su)度快(kuai)、精度高的(de)(de)優(you)點，而且對常規激光(guang)焊(han)接(jie)難以焊(han)接(jie)的(de)(de)材(cai)料與接(jie)頭也有很大(da)的(de)(de)適應(ying)性(xing)。
