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、不銹鋼激光焊的優點
它與一般焊接方(fang)法(fa)相比，其優點在于：
1. 聚焦后的激光(guang)具有很高的功率密度(du)，焊接以深熔(rong)方式進行。
2. 激光的加熱(re)范圍小（＜1mm），熱(re)量集中，焊(han)接(jie)速度快，使焊(han)接(jie)殘余應力(li)和(he)焊(han)后變形量減小。
3. 激光能反射、透射，在空(kong)間傳(chuan)播相當距離后能量衰(shuai)減很小，可進行遠距離或一些難以接(jie)近部位的(de)焊接(jie)；
4. 與電子(zi)束焊(han)接相比，它不(bu)需要真空室，也不(bu)會產(chan)生X射線(xian)，但可焊(han)接厚度不(bu)如電子(zi)束焊(han)的厚，且大功率激光(guang)發生器的結構比電子(zi)束更為復雜(za)，一(yi)次性投資更高。
二、不銹鋼激(ji)光焊(han)(han)的(de)焊(han)(han)接(jie)特點
1. 奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼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(ao)氏體(ti)型(xing)不銹鋼(gang)的(de)熱導率只有碳鋼(gang)的(de)1/3，對激光的(de)吸收率比碳鋼(gang)略高，所以同樣條件下奧(ao)氏體(ti)型(xing)不銹鋼(gang)激光焊熔池比碳鋼(gang)稍微低一(yi)點（5％～10％）。
3. 激光焊接奧(ao)氏(shi)體(ti)型不銹(xiu)鋼的熱(re)變形和殘(can)余應(ying)力也相對較(jiao)小(xiao)，采(cai)用其他(ta)常(chang)規焊接方法時奧(ao)氏(shi)體(ti)型不銹(xiu)鋼會產(chan)生比碳(tan)鋼大50％的熱(re)膨(peng)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、激光焊接設備(bei)
激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)焊接設備主(zhu)要由(you)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)、光(guang)(guang)(guang)學偏轉焦系統、光(guang)(guang)(guang)束檢測器(qi)、控(kong)制系統和(he)工(gong)作(zuo)臺組(zu)成，國產激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)設備型(xing)號見表(biao)3-48。按工(gong)作(zuo)物質(zhi)狀態，激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)分固體(ti)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)和(he)氣體(ti)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)；按其能量(liang)輸出方(fang)式(shi)可分脈(mo)沖激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)和(he)連續激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)。
幾種焊(han)接激光器(qi)性能參數見表(biao)3-49。
1. 固體激(ji)(ji)光(guang)器產生激(ji)(ji)光(guang)的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)物質有紅寶石(shi)、釹玻璃釔(yi)鋁石(shi)榴石(shi)，主要(yao)以(yi)脈沖(chong)(chong)方式工(gong)作(zuo)(zuo)，輸出(chu)(chu)功(gong)率(lv)小，通常用于定(ding)位焊(han)(han)(han)，隨著輸出(chu)(chu)功(gong)率(lv)增大，也可以(yi)進行焊(han)(han)(han)接。焊(han)(han)(han)接接頭形式如圖3-49所示。脈沖(chong)(chong)激(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)主要(yao)焊(han)(han)(han)接參數(shu)有脈沖(chong)(chong)能量和寬度以(yi)及功(gong)率(lv)密度等。表3-50為用脈沖(chong)(chong)激(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接301不銹鋼鋼焊(han)(han)(han)絲(si)的(de)焊(han)(han)(han)接參數(shu)及接頭性能。
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氧化碳激光器。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(shen)與激(ji)光功率、焊接速(su)度、光斑直(zhi)徑、離(li)焦量(liang)、氣(qi)體(ti)保護等均有關。其中(zhong)氣(qi)體(ti)保護用氦能使熔深(shen)加深(shen)，如(ru)果在氦里加入(ru)少量(liang)氬或氧，能進一步提(ti)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為二氧(yang)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(guang)焊(han)接(jie)技術發(fa)展方向
1. 激光(guang)填絲焊接
激(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)接一般情況下不(bu)需(xu)要(yao)添加(jia)填充(chong)焊(han)(han)(han)絲，激(ji)光(guang)(guang)束(shu)照射在(zai)被(bei)焊(han)(han)(han)工件(jian)的(de)(de)(de)接縫處，靠被(bei)焊(han)(han)(han)工件(jian)材(cai)料(liao)自身的(de)(de)(de)熔化(hua)形成(cheng)接頭。由于激(ji)光(guang)(guang)束(shu)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)束(shu)尺寸很(hen)小(xiao)，對被(bei)焊(han)(han)(han)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)坡口(kou)加(jia)工和裝配(pei)間隙要(yao)求(qiu)很(hen)高，一旦達不(bu)到(dao)要(yao)求(qiu)，往往會發生(sheng)焊(han)(han)(han)偏或(huo)泄漏，很(hen)難保證焊(han)(han)(han)接接頭質(zhi)量。如(ru)果(guo)在(zai)激(ji)光(guang)(guang)對工件(jian)進(jin)行(xing)加(jia)熱(re)的(de)(de)(de)同時(shi)，采(cai)用從激(ji)光(guang)(guang)束(shu)前(qian)方(fang)或(huo)后方(fang)添加(jia)填充(chong)焊(han)(han)(han)絲的(de)(de)(de)方(fang)式，補充(chong)液(ye)(ye)態(tai)(tai)金(jin)屬，解(jie)決由于間隙過(guo)大或(huo)激(ji)光(guang)(guang)作用下液(ye)(ye)態(tai)(tai)金(jin)屬汽化(hua)流失而造成(cheng)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫區液(ye)(ye)態(tai)(tai)連接金(jin)屬過(guo)少的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)，避免焊(han)(han)(han)縫出現(xian)咬邊、凹陷(xian)等(deng)缺(que)陷(xian)。
激光填絲(si)焊接(jie)的(de)優(you)點：
a. 激光填絲焊(han)可(ke)以在很大程度上降低工件的(de)加(jia)工和裝配(pei)精(jing)度，改善焊(han)接結(jie)構和被焊(han)材料的(de)適應性，提(ti)高焊(han)縫(feng)成形和表面質量。
b. 激光填絲焊(han)(han)(han)可(ke)以通(tong)過設計焊(han)(han)(han)絲成(cheng)分(fen)來控制焊(han)(han)(han)接冶金和(he)焊(han)(han)(han)縫成(cheng)分(fen)，改善焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)的組織，抑制焊(han)(han)(han)接裂(lie)紋的形成(cheng)，提(ti)高(gao)焊(han)(han)(han)接接頭的性(xing)能。特(te)別對含有(you)脆性(xing)材料(liao)的異種(zhong)金屬(shu)焊(han)(han)(han)接極(ji)為(wei)有(you)利。
c. 采用多層激光填絲(si)焊(han)的方(fang)式還可以有較(jiao)小功率的激光器實(shi)現大(da)厚(hou)度(du)板的焊(han)接，顯(xian)著提高了(le)激光對(dui)厚(hou)板焊(han)接的適應(ying)能力。
2. 激(ji)光(guang)電弧復合焊(han)接
激(ji)光(guang)電弧(hu)復(fu)合(he)焊接(jie)有時也(ye)稱電弧(hu)輔助激(ji)光(guang)焊接(jie)技術，其(qi)主(zhu)要目的(de)是(shi)有效(xiao)利(li)用激(ji)光(guang)和電弧(hu)熱源(yuan)，充分(fen)發揮(hui)兩種熱源(yuan)各(ge)自優勢，取長補(bu)短，以較小的(de)激(ji)光(guang)功率獲得較大的(de)熔深，穩定焊接(jie)過程，提高焊接(jie)效(xiao)率，降低激(ji)光(guang)焊接(jie)的(de)裝配精度(du)和應用成本。
3. 雙束激光焊接
雙束激光(guang)(guang)(guang)焊(han)接(jie)是將同(tong)一種激光(guang)(guang)(guang)采用光(guang)(guang)(guang)學方法分離成兩(liang)束單獨的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)，或(huo)用兩(liang)束不(bu)同(tong)類型的(de)(de)(de)激光(guang)(guang)(guang)組(zu)合起(qi)來進行焊(han)接(jie)的(de)(de)(de)方法。通過改變兩(liang)束光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)能量、光(guang)(guang)(guang)束間(jian)距、甚至(zhi)是兩(liang)束光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)能量分布模式(shi)(shi)，對焊(han)接(jie)溫度場進行方便(bian)、靈活的(de)(de)(de)調節，改變小孔的(de)(de)(de)存在模式(shi)(shi)與熔池中(zhong)液態金屬流動方式(shi)(shi)，為焊(han)接(jie)工藝提供更(geng)廣的(de)(de)(de)選擇空間(jian)。它不(bu)僅擁有焊(han)接(jie)熔深(shen)大、速度快、精度高的(de)(de)(de)優(you)點(dian)，而且對常(chang)規激光(guang)(guang)(guang)焊(han)接(jie)難以(yi)焊(han)接(jie)的(de)(de)(de)材料與接(jie)頭也有很大的(de)(de)(de)適應性。
