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(er)氧化(hua)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(guang)焊的優點
它與(yu)一般焊接方法相比(bi)，其(qi)優點在于：
1. 聚焦后的激光具有(you)很高的功率密度(du)，焊接以深熔方式進(jin)行。
2. 激光的加(jia)熱范圍小（＜1mm），熱量集中，焊接速度(du)快，使(shi)焊接殘余應(ying)力和(he)焊后變(bian)形量減(jian)小。
3. 激(ji)光(guang)能反射(she)、透射(she)，在(zai)空間傳播相當距離(li)(li)后(hou)能量衰減很小(xiao)，可進行(xing)遠距離(li)(li)或一些(xie)難以接近部位的焊接；
4. 與電子束焊(han)接相比，它不(bu)(bu)需要真空室，也不(bu)(bu)會產生X射線，但(dan)可(ke)焊(han)接厚度不(bu)(bu)如電子束焊(han)的(de)(de)厚，且大功(gong)率激(ji)光發生器的(de)(de)結構比電子束更(geng)為復雜，一次性投資更(geng)高。
二、不銹鋼激光焊的焊接特點
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(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)熱導率只有碳(tan)鋼(gang)的(de)1/3，對激光的(de)吸收率比碳(tan)鋼(gang)略高，所以同(tong)樣條件下奧氏體(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)激光焊熔池(chi)比碳(tan)鋼(gang)稍(shao)微(wei)低一點(dian)（5％～10％）。
3. 激(ji)光焊接奧氏體型不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)熱變形和殘(can)余應力也相對較小(xiao)，采用(yong)其他常規(gui)焊接方法時奧氏體型不銹(xiu)鋼(gang)會(hui)產生比(bi)碳鋼(gang)大50％的(de)(de)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、激光焊接設備(bei)
激(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)接設備主(zhu)要(yao)由激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)、光(guang)(guang)學(xue)偏轉焦系(xi)統(tong)、光(guang)(guang)束檢測器(qi)、控制系(xi)統(tong)和(he)工作(zuo)(zuo)臺(tai)組成，國產激(ji)(ji)光(guang)(guang)設備型號見表3-48。按(an)工作(zuo)(zuo)物(wu)質(zhi)狀態，激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)分固體(ti)(ti)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)和(he)氣體(ti)(ti)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)；按(an)其能(neng)量輸出方(fang)式(shi)可分脈沖激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)和(he)連(lian)續(xu)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)。
幾種(zhong)焊接激(ji)光器性(xing)能參(can)數見表3-49。
1. 固體激光(guang)(guang)器(qi)產(chan)生(sheng)激光(guang)(guang)的工作物質有紅寶石(shi)、釹(nv)玻(bo)璃(li)釔(yi)鋁石(shi)榴石(shi)，主(zhu)要(yao)以(yi)脈沖(chong)方式(shi)工作，輸(shu)出(chu)功率小，通常用(yong)于定位焊(han)，隨著輸(shu)出(chu)功率增大，也可以(yi)進行焊(han)接(jie)。焊(han)接(jie)接(jie)頭形(xing)式(shi)如圖(tu)3-49所示(shi)。脈沖(chong)激光(guang)(guang)焊(han)主(zhu)要(yao)焊(han)接(jie)參(can)數(shu)有脈沖(chong)能量和寬度以(yi)及功率密(mi)度等(deng)。表3-50為用(yong)脈沖(chong)激光(guang)(guang)焊(han)焊(han)接(jie)301不銹鋼(gang)鋼(gang)焊(han)絲的焊(han)接(jie)參(can)數(shu)及接(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(hua)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(hua)碳激光器。二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。
激光焊的熔(rong)(rong)深(shen)與激光功(gong)率、焊接速度、光斑直徑、離焦量、氣(qi)體保護(hu)等均有關(guan)。其中(zhong)氣(qi)體保護(hu)用氦(hai)能使熔(rong)(rong)深(shen)加(jia)(jia)深(shen)，如果在氦(hai)里加(jia)(jia)入少量氬或氧，能進一步提高熔(rong)(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(ji)術發展方向
1. 激光填絲焊接
激(ji)(ji)光焊(han)(han)接(jie)一般(ban)情況下不(bu)需要(yao)添加(jia)填(tian)充焊(han)(han)絲，激(ji)(ji)光束照射在(zai)被(bei)焊(han)(han)工(gong)(gong)件的(de)(de)接(jie)縫處，靠被(bei)焊(han)(han)工(gong)(gong)件材料(liao)自身(shen)的(de)(de)熔化形成(cheng)(cheng)接(jie)頭。由于激(ji)(ji)光束的(de)(de)光束尺寸很(hen)小(xiao)，對被(bei)焊(han)(han)材料(liao)的(de)(de)坡口加(jia)工(gong)(gong)和(he)裝配間隙(xi)要(yao)求(qiu)(qiu)很(hen)高，一旦達不(bu)到要(yao)求(qiu)(qiu)，往(wang)往(wang)會(hui)發(fa)生焊(han)(han)偏或泄漏，很(hen)難保證焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭質量(liang)。如果在(zai)激(ji)(ji)光對工(gong)(gong)件進行(xing)加(jia)熱(re)的(de)(de)同(tong)時，采用從激(ji)(ji)光束前方(fang)或后方(fang)添加(jia)填(tian)充焊(han)(han)絲的(de)(de)方(fang)式，補充液(ye)態(tai)金(jin)屬，解(jie)決由于間隙(xi)過大或激(ji)(ji)光作用下液(ye)態(tai)金(jin)屬汽(qi)化流失(shi)而(er)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)焊(han)(han)縫區液(ye)態(tai)連接(jie)金(jin)屬過少的(de)(de)問(wen)題，避免焊(han)(han)縫出現咬邊(bian)、凹陷等缺陷。
激光填(tian)絲焊接的優點：
a. 激光填絲(si)焊可(ke)以在很大程(cheng)度(du)上降低工件的(de)加工和(he)裝(zhuang)配精度(du)，改善焊接結構和(he)被(bei)焊材料(liao)的(de)適應(ying)性，提高焊縫成形(xing)和(he)表面質(zhi)量。
b. 激光(guang)填絲(si)焊(han)(han)(han)可以通過設計焊(han)(han)(han)絲(si)成分來(lai)控制焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)冶金和焊(han)(han)(han)縫成分，改善焊(han)(han)(han)縫金屬的組織，抑制焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)裂(lie)紋(wen)的形成，提高焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的性能。特別對含有(you)脆性材料(liao)的異種金屬焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)極為(wei)有(you)利(li)。
c. 采用多(duo)層(ceng)激(ji)光填絲焊(han)的方式還(huan)可(ke)以有較小(xiao)功率(lv)的激(ji)光器實現大(da)厚(hou)度板的焊(han)接，顯著(zhu)提高(gao)了激(ji)光對厚(hou)板焊(han)接的適應能力。
2. 激光電弧復合(he)焊接(jie)
激(ji)(ji)光(guang)電(dian)弧(hu)復合焊接有時也稱電(dian)弧(hu)輔助激(ji)(ji)光(guang)焊接技術，其主要目的是有效利用(yong)激(ji)(ji)光(guang)和電(dian)弧(hu)熱源，充分(fen)發揮兩(liang)種熱源各自優勢，取(qu)長補短，以(yi)較小(xiao)的激(ji)(ji)光(guang)功率(lv)獲得較大的熔深，穩定焊接過程，提高焊接效率(lv)，降(jiang)低激(ji)(ji)光(guang)焊接的裝配精度和應用(yong)成本。
3. 雙(shuang)束激光(guang)焊接
雙(shuang)束(shu)(shu)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)焊(han)接(jie)(jie)是將同一(yi)種激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)采(cai)用光(guang)(guang)(guang)學方(fang)法(fa)分離成(cheng)兩(liang)束(shu)(shu)單獨的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)，或用兩(liang)束(shu)(shu)不同類型的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)組合起(qi)來進行(xing)焊(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)。通過改(gai)變兩(liang)束(shu)(shu)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)能量、光(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)間距、甚至是兩(liang)束(shu)(shu)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)能量分布模(mo)式(shi)，對(dui)(dui)焊(han)接(jie)(jie)溫度場進行(xing)方(fang)便、靈活(huo)的(de)(de)(de)調節，改(gai)變小孔的(de)(de)(de)存在模(mo)式(shi)與熔池中液(ye)態(tai)金屬流動方(fang)式(shi)，為焊(han)接(jie)(jie)工藝提供更(geng)廣的(de)(de)(de)選擇空間。它(ta)不僅擁有焊(han)接(jie)(jie)熔深大(da)、速度快(kuai)、精(jing)度高(gao)的(de)(de)(de)優點，而(er)且對(dui)(dui)常(chang)規激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)焊(han)接(jie)(jie)難以焊(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)材料與接(jie)(jie)頭也(ye)有很大(da)的(de)(de)(de)適應性(xing)。
