激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)焊是(shi)以聚(ju)焦的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)束作為(wei)能源(yuan)(yuan)轟擊焊件所產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)熱量進行(xing)焊接的(de)(de)(de)(de)(de)方法，在20世(shi)紀60年代才用于實踐。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)是(shi)目前世(shi)界上最亮的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)。二氧化碳激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)亮度(du)比(bi)太陽(yang)光(guang)(guang)(guang)亮8個數(shu)(shu)量級(ji)，而高功率釹玻璃激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)則比(bi)太陽(yang)光(guang)(guang)(guang)亮16個數(shu)(shu)量級(ji)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)方向性很(hen)好(hao)，它能傳播(bo)到很(hen)遠的(de)(de)(de)(de)(de)距離，且(qie)擴(kuo)散面積小，接近于理想(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)平行(xing)光(guang)(guang)(guang)。同時，激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)為(wei)單色光(guang)(guang)(guang)，它的(de)(de)(de)(de)(de)發光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)寬度(du)很(hen)狹窄，比(bi)氪燈的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)窄幾(ji)個數(shu)(shu)量級(ji)，聚(ju)焦后(hou)在焦點(dian)上的(de)(de)(de)(de)(de)功率密度(du)比(bi)普通的(de)(de)(de)(de)(de)焊接熱源(yuan)(yuan)也大幾(ji)個數(shu)(shu)量級(ji)。基于激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)有上述(shu)特點(dian)，它已經成為(wei)一種(zhong)十分理想(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)焊接和切割的(de)(de)(de)(de)(de)熱源(yuan)(yuan)。
1. 激光焊特點
與一(yi)般(ban)的焊接方法(fa)相(xiang)比，激光焊有以下一(yi)些特點。
①. 聚焦(jiao)后的激光具有很高的功率(lv)密度，焊接(jie)以(yi)深(shen)熔方式進行。
②. 激光(guang)的(de)加熱(re)范圍小（＜1mm),熱(re)量集(ji)中(zhong)，焊(han)(han)接(jie)速度提高，使焊(han)(han)接(jie)殘(can)余應力和焊(han)(han)后擦浴(yu)變形減(jian)小。
③. 激(ji)光能反射、透(tou)射，在空間(jian)傳播相當距離后(hou)能量衰減很小，可以進行遠距離或一些難以接近部(bu)位(wei)的焊接。
④. 與電(dian)子(zi)(zi)束焊接(jie)相比(bi)(bi)，激(ji)(ji)光焊不需要真空室，也(ye)不會(hui)產生(sheng)X射線，但可(ke)以(yi)焊接(jie)厚度比(bi)(bi)電(dian)子(zi)(zi)束焊小，且大功率激(ji)(ji)光發射器的(de)結構(gou)比(bi)(bi)電(dian)子(zi)(zi)束更(geng)為(wei)復雜，一次性投(tou)資更(geng)高(gao)。
2. 激光焊(han)的焊(han)接(jie)藝
①. 接(jie)頭形式
圖3-7所示為固體激光點焊典型焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)形(xing)式，二氧(yang)化碳激光焊焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)形(xing)式見圖3-8.通常采用對接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)形(xing)式。裝配(pei)(pei)時必須施加一個裝配(pei)(pei)壓力，使得焊件之間的間隙(xi)越小越好。
②. 激光焊的焊接參數
激(ji)光(guang)焊的焊接(jie)參數(shu)與激(ji)光(guang)功率、氣(qi)(qi)體保(bao)護(hu)(hu)、離焦(jiao)量、光(guang)斑直徑(jing)。焊接(jie)速度(du)、脈沖寬度(du)、脈沖頻(pin)率等均(jun)有關。其(qi)中(zhong)氣(qi)(qi)體保(bao)護(hu)(hu)用(yong)氨能使熔深加(jia)深，如果(guo)在氦氣(qi)(qi)里加(jia)少量氬(ya)氣(qi)(qi)或氧氣(qi)(qi)更能進一步提高熔深。
保護氣體(ti)的作用：a. 保護焊接接頭不被空氣污染。保護氣體一般都用惰性氣體，或為提高熔深在惰性氣體中加入少量氧氣。b. 保護聚焦透鏡。因為在焊接過程中會產生金屬蒸氣，以及液體金屬的濺射。這樣產生的金屬蒸氣以及濺射的液體金屬會污染聚焦透鏡，但焊接區里以一定速度流向工件的保護氣體會將蒸氣以及濺射物帶向焊件，從而防止污染聚焦透鏡。c.驅散等離子的屏障。金屬蒸氣吸收激光束電離成等離子體云，金屬蒸氣周圍的保護氣體也會受熱電離。如果把保護氣體吹向焊接區，等離子云就會被抑制。
離(li)焦(jiao)量：按照幾何光學理論，當正負離焦量相等時，所對應平面上功率密度近似相同，但實際上所獲得的熔池形狀不同。負離焦時，可獲得更大的熔深，這與熔池的形成過程有關。當負離焦時，材料內部功率密度比表面還高。易形成更強的熔化、汽化，使光能向材料更深處傳遞。所以在實際應用中，當要求熔深較大時，采用負離焦；焊接薄材料時，宜用正離焦。
光斑直(zhi)徑：光束斑點大小是激光焊的重要變量之一，因為它決定功率密度。
焊(han)接速(su)度：在焊接薄材料時，使用正離焦。在激光功率、脈沖頻率、脈沖寬度不變的情況下，焊接速度減小，焊縫的寬度也變窄，同時焊縫也變得均勻，沒有明顯的魚鱗狀。
脈沖寬(kuan)度：焊接薄板時，使用正離焦。在激光功率、脈沖頻率、焊接速度不變的情況下脈沖寬度增大時，焊縫寬度隨時減小。焊縫比較均勻，沒有明顯的凹凸。因為熱影響區與脈寬有關，脈寬越寬，熱影響區越大，由此可見，增大脈沖寬度雖有利于獲得較窄的焊縫，但同時卻增大了熱影響區，因此在實際焊接中要根據實際需要選擇合理的脈沖寬度。
脈沖頻率：在焊接薄件時，使用正離焦。在激光功率、脈沖頻率、焊接速度不變的情況下，脈沖頻率減小時，焊縫金屬更均勻，魚鱗結構變得細化。
采用功率(lv)為(wei)(wei)500W、最大功率(lv)密度(du)為(wei)(wei)5.7x105W/c㎡的YAG激(ji)(ji)光可(ke)實(shi)現(xian)厚(hou)度(du)為(wei)(wei)1mm的18-8奧氏體不銹鋼的激(ji)(ji)光焊(han)(han)(han)接。單面(mian)焊(han)(han)(han)接時(shi)深度(du)可(ke)達到0.5mm左右(you)，因此(ci)采用雙(shuang)面(mian)焊(han)(han)(han)可(ke)保證不銹鋼能(neng)焊(han)(han)(han)透。焊(han)(han)(han)接速(su)度(du)、脈(mo)(mo)沖(chong)寬度(du)以及脈(mo)(mo)沖(chong)頻(pin)率(lv)是影響焊(han)(han)(han)縫形貌的主要(yao)因素。三者最佳組合是焊(han)(han)(han)接速(su)度(du)不高于2mm/s,脈(mo)(mo)沖(chong)寬度(du)為(wei)(wei)0.3ms,脈(mo)(mo)沖(chong)頻(pin)率(lv)為(wei)(wei)9Hz。
激光焊的焊接參(can)數(shu)：用激光焊焊接奧氏體(ti)不銹鋼(gang)時，從薄板到中厚度（0.1~12mm),均可達到性能良好，且焊接接頭外觀成形美觀的目的。表3-29 給出了用脈沖激光焊焊接301不銹鋼絲與絲的焊接參數及接頭性能，表3-30為二氧化碳激光焊焊接(jie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的焊接參數。
表3-29 用(yong)脈(mo)沖(chong)激(ji)光焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)301不銹鋼絲(si)與絲(si)的焊(han)(han)接(jie)參數及接(jie)斗(dou)性能(neng)
注(zhu)：302不(bu)銹鋼相(xiang)當(dang)(dang)于我國(guo)1Cr18Ni9鋼；321不(bu)銹鋼相(xiang)當(dang)(dang)于我國(guo)0Cr18Ni10Ti鋼；17-7PH不(bu)銹鋼相(xiang)當(dang)(dang)于我國(guo)0Cr17Ni7A1鋼。
