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(xiu)鋼激光焊的(de)優點
它與一般焊接方法相比，其優點在于：
1. 聚(ju)焦后的(de)激光具(ju)有(you)很高的(de)功(gong)率(lv)密度(du)，焊(han)接(jie)以深熔方(fang)式進行。
2. 激光的加熱范圍小（＜1mm），熱量集中，焊接速度快，使焊接殘(can)余應力和焊后變形量減小。
3. 激光能(neng)反(fan)射、透(tou)射，在空間傳播相(xiang)當距(ju)離(li)后(hou)能(neng)量衰減(jian)很小，可進行遠(yuan)距(ju)離(li)或一(yi)些難(nan)以(yi)接(jie)近(jin)部位的焊接(jie)；
4. 與電子(zi)束(shu)焊(han)(han)接(jie)相比，它不(bu)需要真空室，也不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)X射線，但可焊(han)(han)接(jie)厚(hou)度不(bu)如電子(zi)束(shu)焊(han)(han)的厚(hou)，且大功率激(ji)光發生(sheng)器的結構比電子(zi)束(shu)更(geng)為復雜(za)，一次性投資更(geng)高。
二、不銹鋼激光(guang)焊(han)(han)的焊(han)(han)接特點
1. 奧氏體不(bu)銹鋼(gang)的激光焊焊接性能一般較好。奧氏體型不銹(xiu)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(xing)不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)熱導率只有碳鋼的(de)1/3，對激(ji)光(guang)的(de)吸收率比(bi)碳鋼略高，所以同樣條(tiao)件(jian)下奧氏體型(xing)不銹(xiu)(xiu)鋼激(ji)光(guang)焊熔池比(bi)碳鋼稍微(wei)低一點（5％～10％）。
3. 激(ji)光焊(han)接奧氏(shi)體(ti)型不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的熱變形(xing)和殘余(yu)應力也(ye)相對較小，采用其他常規(gui)焊(han)接方法時奧氏(shi)體(ti)型不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)會(hui)產生(sheng)比碳鋼(gang)(gang)(gang)大50％的熱膨脹量。
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)光焊接設備
激(ji)(ji)光(guang)焊接(jie)設備主要由激(ji)(ji)光(guang)器、光(guang)學偏轉焦系統(tong)、光(guang)束檢測器、控制系統(tong)和(he)工作(zuo)臺(tai)組成，國產激(ji)(ji)光(guang)設備型(xing)號見表3-48。按工作(zuo)物(wu)質(zhi)狀態(tai)，激(ji)(ji)光(guang)器分固體(ti)激(ji)(ji)光(guang)器和(he)氣(qi)體(ti)激(ji)(ji)光(guang)器；按其(qi)能量(liang)輸出方式可分脈(mo)沖激(ji)(ji)光(guang)器和(he)連續(xu)激(ji)(ji)光(guang)器。
幾種焊(han)接激光器性能參數見表3-49。
1. 固(gu)體激光(guang)(guang)(guang)器產生(sheng)激光(guang)(guang)(guang)的工作物質有(you)紅寶石、釹(nv)玻璃釔鋁石榴石，主(zhu)要(yao)以(yi)脈(mo)沖方式工作，輸出功率(lv)小，通常用(yong)于(yu)定位(wei)焊(han)(han)(han)，隨著輸出功率(lv)增大，也可以(yi)進行焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)。焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭形式如圖3-49所示(shi)。脈(mo)沖激光(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)(han)主(zhu)要(yao)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)數有(you)脈(mo)沖能量和寬度以(yi)及(ji)功率(lv)密度等。表3-50為用(yong)脈(mo)沖激光(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)301不(bu)銹鋼(gang)鋼(gang)焊(han)(han)(han)絲的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)數及(ji)接(jie)(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(er)氧(yang)化(hua)碳激光器、橫流式二氧(yang)化碳激光器和快速軸流式二氧化碳激光器。二氧(yang)化(hua)碳(tan)激光器的輸出功率大，最高達6kW，能焊成連續焊縫。
二(er)氧化碳(tan)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。
激光焊的熔深(shen)與激光功率、焊接速(su)度、光斑(ban)直徑、離焦量(liang)、氣體保護等均(jun)有關。其中氣體保護用氦能使熔深(shen)加(jia)深(shen)，如果在氦里加(jia)入少量(liang)氬或氧(yang)，能進一(yi)步(bu)提高熔深(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(er)氧化(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、激光焊接技術發展方(fang)向
1. 激光填絲焊接
激光(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)接一般情況下不(bu)需(xu)要(yao)添加(jia)填充焊(han)(han)絲(si)，激光(guang)(guang)(guang)束照射在被(bei)焊(han)(han)工件(jian)(jian)的(de)接縫(feng)處，靠(kao)被(bei)焊(han)(han)工件(jian)(jian)材料自身的(de)熔化形成(cheng)接頭(tou)。由于(yu)激光(guang)(guang)(guang)束的(de)光(guang)(guang)(guang)束尺寸很小，對(dui)被(bei)焊(han)(han)材料的(de)坡口(kou)加(jia)工和裝配(pei)間(jian)隙要(yao)求(qiu)很高，一旦(dan)達(da)不(bu)到要(yao)求(qiu)，往(wang)往(wang)會(hui)發(fa)生(sheng)焊(han)(han)偏或(huo)泄漏，很難保(bao)證焊(han)(han)接接頭(tou)質量。如果在激光(guang)(guang)(guang)對(dui)工件(jian)(jian)進行加(jia)熱(re)的(de)同時，采(cai)用(yong)(yong)從激光(guang)(guang)(guang)束前(qian)方或(huo)后方添加(jia)填充焊(han)(han)絲(si)的(de)方式，補充液(ye)態金(jin)屬(shu)，解決由于(yu)間(jian)隙過(guo)大或(huo)激光(guang)(guang)(guang)作用(yong)(yong)下液(ye)態金(jin)屬(shu)汽化流失而造成(cheng)的(de)焊(han)(han)縫(feng)區液(ye)態連接金(jin)屬(shu)過(guo)少的(de)問題，避(bi)免焊(han)(han)縫(feng)出現咬(yao)邊、凹陷(xian)(xian)等缺陷(xian)(xian)。
激光填絲(si)焊接的優點：
a. 激光填絲焊(han)可以在很大(da)程(cheng)度上降低工(gong)件(jian)的(de)加工(gong)和裝配精度，改善焊(han)接結構和被焊(han)材料的(de)適應性，提高焊(han)縫成形和表面質量(liang)。
b. 激光填絲焊可以(yi)通過設計焊絲成(cheng)(cheng)分來控制焊接(jie)(jie)冶金和焊縫成(cheng)(cheng)分，改善焊縫金屬(shu)的(de)(de)組(zu)織，抑制焊接(jie)(jie)裂紋的(de)(de)形成(cheng)(cheng)，提高焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)性能。特別對含有(you)脆(cui)性材料的(de)(de)異(yi)種金屬(shu)焊接(jie)(jie)極(ji)為有(you)利。
c. 采用多層激(ji)光(guang)填(tian)絲焊(han)的(de)方(fang)式還可以有較小功率的(de)激(ji)光(guang)器實現大厚度板(ban)的(de)焊(han)接(jie)，顯著提高了(le)激(ji)光(guang)對(dui)厚板(ban)焊(han)接(jie)的(de)適應能力。
2. 激光電弧復合焊接
激(ji)(ji)(ji)光(guang)電弧復合焊(han)接(jie)(jie)有時(shi)也稱電弧輔(fu)助激(ji)(ji)(ji)光(guang)焊(han)接(jie)(jie)技術，其主要目的是有效利用激(ji)(ji)(ji)光(guang)和電弧熱源，充分發揮(hui)兩種熱源各自優勢，取長補(bu)短，以較小的激(ji)(ji)(ji)光(guang)功率(lv)獲得較大(da)的熔深，穩定焊(han)接(jie)(jie)過(guo)程，提高焊(han)接(jie)(jie)效率(lv)，降(jiang)低激(ji)(ji)(ji)光(guang)焊(han)接(jie)(jie)的裝配精(jing)度和應用成本。
3. 雙束(shu)激光焊接
雙束(shu)(shu)激光焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)是將(jiang)同一種(zhong)激光采用光學方(fang)法(fa)(fa)分離成兩(liang)(liang)束(shu)(shu)單獨的(de)(de)(de)光，或用兩(liang)(liang)束(shu)(shu)不同類型的(de)(de)(de)激光組(zu)合起來進(jin)行焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)。通過改變兩(liang)(liang)束(shu)(shu)光的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)、光束(shu)(shu)間(jian)距、甚至(zhi)是兩(liang)(liang)束(shu)(shu)光的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)分布模(mo)(mo)式(shi)，對(dui)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)溫度場進(jin)行方(fang)便、靈活的(de)(de)(de)調節，改變小孔的(de)(de)(de)存在模(mo)(mo)式(shi)與熔池(chi)中液(ye)態(tai)金屬流動方(fang)式(shi)，為焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)工藝提供更廣(guang)的(de)(de)(de)選擇空間(jian)。它不僅(jin)擁有焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)熔深大、速度快、精度高的(de)(de)(de)優點，而且對(dui)常規激光焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)難(nan)以焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)材(cai)料與接(jie)(jie)頭(tou)也有很大的(de)(de)(de)適應性。
