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、不銹鋼(gang)激光焊的優點
它與(yu)一般焊(han)接(jie)方法相(xiang)比(bi)，其優點在于：
1. 聚焦(jiao)后(hou)的激光具(ju)有很高的功率密度，焊接以深熔方式(shi)進行。
2. 激光的加(jia)熱范圍(wei)小(xiao)(xiao)（＜1mm），熱量集(ji)中，焊接速度(du)快，使焊接殘余應力和焊后變形量減小(xiao)(xiao)。
3. 激光能(neng)反射(she)、透射(she)，在空間傳(chuan)播相當(dang)距(ju)(ju)離后能(neng)量衰減(jian)很小，可進行遠距(ju)(ju)離或一些難以(yi)接近部位的(de)焊接；
4. 與電(dian)子束(shu)焊接(jie)相比，它不(bu)需要真空室，也不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)X射線，但可(ke)焊接(jie)厚(hou)度不(bu)如電(dian)子束(shu)焊的厚(hou)，且大功率激光發生(sheng)器的結構(gou)比電(dian)子束(shu)更為復(fu)雜，一次性投資(zi)更高(gao)。
二、不銹鋼激光(guang)焊的焊接特點
1. 奧氏體不銹鋼的激光焊焊接性能一般較好。奧氏體型不(bu)銹鋼(gang)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(ao)氏體型不銹鋼的(de)熱導(dao)率只有碳(tan)鋼的(de)1/3，對激(ji)光的(de)吸收率比碳(tan)鋼略高，所以同樣條(tiao)件(jian)下奧(ao)氏體型不銹鋼激(ji)光焊熔池比碳(tan)鋼稍微低(di)一點（5％～10％）。
3. 激光焊接奧(ao)氏(shi)體型不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的熱變形(xing)和殘余應力也相對較小，采用其他(ta)常規焊接方法時(shi)奧(ao)氏(shi)體型不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼會產生比碳鋼大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(ji)光焊接(jie)設備
激(ji)(ji)光焊接設(she)備主要由激(ji)(ji)光器(qi)(qi)、光學偏轉焦(jiao)系(xi)統、光束檢測(ce)器(qi)(qi)、控(kong)制系(xi)統和(he)工(gong)作(zuo)臺組成，國產激(ji)(ji)光設(she)備型號(hao)見表3-48。按工(gong)作(zuo)物質狀態，激(ji)(ji)光器(qi)(qi)分固體(ti)(ti)激(ji)(ji)光器(qi)(qi)和(he)氣體(ti)(ti)激(ji)(ji)光器(qi)(qi)；按其能(neng)量(liang)輸出方式可分脈(mo)沖激(ji)(ji)光器(qi)(qi)和(he)連續(xu)激(ji)(ji)光器(qi)(qi)。
幾種焊接激光(guang)器性能參數見表3-49。
1. 固體激(ji)(ji)光(guang)器產生激(ji)(ji)光(guang)的(de)工作物質有紅寶石(shi)、釹玻璃釔(yi)鋁石(shi)榴石(shi)，主要以(yi)脈(mo)沖(chong)方式(shi)工作，輸出功(gong)(gong)率(lv)小，通常(chang)用(yong)于定位(wei)焊(han)，隨著輸出功(gong)(gong)率(lv)增(zeng)大，也可以(yi)進行焊(han)接。焊(han)接接頭形(xing)式(shi)如圖3-49所示。脈(mo)沖(chong)激(ji)(ji)光(guang)焊(han)主要焊(han)接參數有脈(mo)沖(chong)能(neng)量(liang)和寬度(du)以(yi)及功(gong)(gong)率(lv)密度(du)等。表3-50為用(yong)脈(mo)沖(chong)激(ji)(ji)光(guang)焊(han)焊(han)接301不(bu)銹鋼(gang)鋼(gang)焊(han)絲的(de)焊(han)接參數及接頭性能(neng)。
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(yang)化碳激光器、橫流式二氧化碳激光器和快速軸流式二(er)氧(yang)化碳激光器。二(er)氧化碳激光器的輸出功率大，最高達6kW，能焊成連續焊縫。
二氧化(hua)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。
激光(guang)焊(han)的熔(rong)深(shen)與激光(guang)功(gong)率、焊(han)接速(su)度(du)、光(guang)斑(ban)直徑(jing)、離焦(jiao)量、氣(qi)體(ti)保(bao)護(hu)等均有關。其中氣(qi)體(ti)保(bao)護(hu)用氦能(neng)使(shi)熔(rong)深(shen)加(jia)深(shen)，如果在氦里加(jia)入少量氬或(huo)氧(yang)，能(neng)進(jin)一步提(ti)高熔(rong)深(shen)。
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(yang)化(hua)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(fang)向
1. 激光填絲焊(han)接(jie)
激(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)接(jie)(jie)一般情況(kuang)下不(bu)需要添(tian)加(jia)(jia)填充(chong)(chong)焊(han)(han)絲，激(ji)(ji)光(guang)(guang)束照射在(zai)被焊(han)(han)工(gong)(gong)件(jian)的(de)接(jie)(jie)縫處，靠被焊(han)(han)工(gong)(gong)件(jian)材(cai)料自身的(de)熔化(hua)形成接(jie)(jie)頭(tou)。由于激(ji)(ji)光(guang)(guang)束的(de)光(guang)(guang)束尺寸很(hen)小，對被焊(han)(han)材(cai)料的(de)坡口加(jia)(jia)工(gong)(gong)和(he)裝配間隙(xi)(xi)要求很(hen)高，一旦達不(bu)到要求，往(wang)(wang)往(wang)(wang)會發生焊(han)(han)偏或(huo)泄(xie)漏，很(hen)難保證(zheng)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)質量。如果(guo)在(zai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)對工(gong)(gong)件(jian)進行加(jia)(jia)熱的(de)同時(shi)，采用(yong)從激(ji)(ji)光(guang)(guang)束前方(fang)或(huo)后方(fang)添(tian)加(jia)(jia)填充(chong)(chong)焊(han)(han)絲的(de)方(fang)式，補(bu)充(chong)(chong)液(ye)態金屬，解決由于間隙(xi)(xi)過大或(huo)激(ji)(ji)光(guang)(guang)作用(yong)下液(ye)態金屬汽化(hua)流失(shi)而造(zao)成的(de)焊(han)(han)縫區(qu)液(ye)態連接(jie)(jie)金屬過少的(de)問題(ti)，避免(mian)焊(han)(han)縫出現咬邊、凹陷等缺陷。
激光填絲焊接的優點：
a. 激光填絲(si)焊(han)(han)可以(yi)在很大(da)程度上降(jiang)低工件的加工和(he)裝配精度，改善(shan)焊(han)(han)接結構(gou)和(he)被焊(han)(han)材料(liao)的適應性，提高焊(han)(han)縫成形和(he)表面質量(liang)。
b. 激光填絲焊(han)(han)(han)可以通(tong)過設計焊(han)(han)(han)絲成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)來控制(zhi)焊(han)(han)(han)接(jie)冶(ye)金(jin)(jin)和焊(han)(han)(han)縫成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)，改善焊(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬的(de)組織，抑(yi)制(zhi)焊(han)(han)(han)接(jie)裂(lie)紋的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)，提高焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)性(xing)能。特(te)別對含有脆性(xing)材(cai)料的(de)異種金(jin)(jin)屬焊(han)(han)(han)接(jie)極(ji)為有利。
c. 采用多層激光填絲(si)焊(han)的方式還可(ke)以有較小功(gong)率的激光器實現大厚(hou)度板(ban)的焊(han)接，顯著提高了激光對厚(hou)板(ban)焊(han)接的適應能力。
2. 激(ji)光電弧(hu)復合焊(han)接
激光電弧(hu)(hu)復合焊(han)(han)接(jie)有(you)時也稱電弧(hu)(hu)輔助激光焊(han)(han)接(jie)技術，其(qi)主要目的(de)(de)是有(you)效利用(yong)(yong)激光和電弧(hu)(hu)熱(re)源，充分發揮兩種熱(re)源各自(zi)優勢(shi)，取長補(bu)短，以較小的(de)(de)激光功(gong)率獲得較大(da)的(de)(de)熔(rong)深，穩定焊(han)(han)接(jie)過程(cheng)，提高焊(han)(han)接(jie)效率，降低(di)激光焊(han)(han)接(jie)的(de)(de)裝配精度和應用(yong)(yong)成本。
3. 雙束激(ji)光焊接
雙束(shu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)焊接(jie)是將(jiang)同一種激(ji)光(guang)(guang)(guang)采用光(guang)(guang)(guang)學(xue)方(fang)(fang)法(fa)分(fen)(fen)離成兩(liang)(liang)束(shu)單獨的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)，或用兩(liang)(liang)束(shu)不(bu)同類型的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)組合(he)起來進行焊接(jie)的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)。通(tong)過(guo)改(gai)變兩(liang)(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)能量(liang)、光(guang)(guang)(guang)束(shu)間(jian)距、甚(shen)至是兩(liang)(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)能量(liang)分(fen)(fen)布(bu)模式，對(dui)焊接(jie)溫度場進行方(fang)(fang)便、靈活的(de)(de)調節，改(gai)變小孔的(de)(de)存在模式與(yu)熔(rong)池(chi)中(zhong)液態金屬流動(dong)方(fang)(fang)式，為焊接(jie)工藝提供更廣的(de)(de)選(xuan)擇空(kong)間(jian)。它不(bu)僅擁(yong)有焊接(jie)熔(rong)深(shen)大(da)、速度快、精(jing)度高的(de)(de)優點，而且對(dui)常(chang)規(gui)激(ji)光(guang)(guang)(guang)焊接(jie)難以焊接(jie)的(de)(de)材料(liao)與(yu)接(jie)頭也有很(hen)大(da)的(de)(de)適應性。
