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(yang)化碳(tan)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(yi)、不銹鋼激光焊的優點
它(ta)與一般焊接方法相比，其(qi)優點在于(yu)：
1. 聚焦(jiao)后的激光具有(you)很(hen)高(gao)的功率密度，焊(han)接以深熔方式進行。
2. 激光的加熱范圍小(xiao)（＜1mm），熱量集中，焊(han)接速度快，使焊(han)接殘余應力和焊(han)后變(bian)形量減小(xiao)。
3. 激光能反(fan)射(she)、透射(she)，在空間傳(chuan)播相當距離(li)后(hou)能量衰減很小(xiao)，可進行遠距離(li)或一些難以(yi)接(jie)近部位的焊接(jie)；
4. 與(yu)電(dian)子束焊接相(xiang)比(bi)，它不(bu)(bu)需要(yao)真空室(shi)，也不(bu)(bu)會產生X射線(xian)，但可焊接厚(hou)度(du)不(bu)(bu)如電(dian)子束焊的(de)厚(hou)，且大功(gong)率激光(guang)發(fa)生器(qi)的(de)結構比(bi)電(dian)子束更為復雜，一次性(xing)投(tou)資更高。
二、不銹(xiu)鋼激(ji)光焊的焊接特點
1. 奧氏(shi)體(ti)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(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(shi)體型不(bu)銹鋼(gang)的(de)熱導(dao)率只有碳(tan)鋼(gang)的(de)1/3，對(dui)激(ji)光的(de)吸收率比碳(tan)鋼(gang)略高，所(suo)以同(tong)樣條件下奧(ao)氏(shi)體型不(bu)銹鋼(gang)激(ji)光焊熔池(chi)比碳(tan)鋼(gang)稍微低一點（5％～10％）。
3. 激光焊(han)接奧(ao)氏體型(xing)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的熱變形(xing)和殘余應力也相(xiang)對(dui)較(jiao)小(xiao)，采用(yong)其他常規焊(han)接方法時奧(ao)氏體型(xing)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)會產生比碳鋼(gang)(gang)大50％的熱膨脹(zhang)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
激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)焊接(jie)設備(bei)主(zhu)要由激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)、光(guang)(guang)(guang)學偏轉焦系(xi)統、光(guang)(guang)(guang)束檢測(ce)器(qi)、控制系(xi)統和工(gong)作(zuo)臺組成，國(guo)產激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)設備(bei)型號見表3-48。按(an)工(gong)作(zuo)物(wu)質狀態(tai)，激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)分固體激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)和氣體激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)；按(an)其能量輸出方(fang)式可分脈沖激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)和連續(xu)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)。
幾種焊接(jie)激光(guang)器性能參數見表3-49。
1. 固體激(ji)光(guang)(guang)(guang)器產生激(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)工作(zuo)物(wu)質有紅寶(bao)石、釹(nv)玻璃釔(yi)鋁石榴石，主要(yao)以(yi)脈沖方式工作(zuo)，輸出功(gong)率小，通常用于定位焊，隨(sui)著輸出功(gong)率增大(da)，也可以(yi)進行焊接。焊接接頭(tou)形式如圖3-49所示。脈沖激(ji)光(guang)(guang)(guang)焊主要(yao)焊接參(can)數(shu)有脈沖能量和寬度(du)(du)以(yi)及(ji)功(gong)率密度(du)(du)等(deng)。表(biao)3-50為用脈沖激(ji)光(guang)(guang)(guang)焊焊接301不銹鋼(gang)鋼(gang)焊絲的(de)焊接參(can)數(shu)及(ji)接頭(tou)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(tan)激光器、橫流式二氧化碳(tan)激光器和快速軸流式二氧化碳激光器。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(yang)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(rong)深與激光功(gong)率、焊接速度(du)、光斑(ban)直徑、離焦量(liang)、氣體保護(hu)(hu)等均有(you)關。其中氣體保護(hu)(hu)用(yong)氦(hai)能(neng)使熔(rong)深加(jia)深，如果在氦(hai)里加(jia)入少量(liang)氬或氧，能(neng)進一步(bu)提(ti)高(gao)熔(rong)深。
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(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(han)接技術發展方向
1. 激光(guang)填絲焊接
激光(guang)焊(han)接(jie)一(yi)般(ban)情況下不(bu)需要(yao)添(tian)加(jia)填充(chong)(chong)焊(han)絲，激光(guang)束(shu)(shu)照(zhao)射在被(bei)焊(han)工(gong)件的接(jie)縫(feng)處(chu)，靠被(bei)焊(han)工(gong)件材料自身的熔(rong)化(hua)形成(cheng)接(jie)頭(tou)(tou)。由于(yu)激光(guang)束(shu)(shu)的光(guang)束(shu)(shu)尺寸很小，對(dui)被(bei)焊(han)材料的坡口(kou)加(jia)工(gong)和裝配(pei)間(jian)隙(xi)要(yao)求很高，一(yi)旦達(da)不(bu)到要(yao)求，往往會發生焊(han)偏或(huo)泄(xie)漏，很難保(bao)證(zheng)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)質量。如果在激光(guang)對(dui)工(gong)件進行加(jia)熱的同時，采用從激光(guang)束(shu)(shu)前方或(huo)后方添(tian)加(jia)填充(chong)(chong)焊(han)絲的方式，補充(chong)(chong)液(ye)態金屬，解決由于(yu)間(jian)隙(xi)過大或(huo)激光(guang)作用下液(ye)態金屬汽化(hua)流失而造成(cheng)的焊(han)縫(feng)區液(ye)態連接(jie)金屬過少的問題，避免焊(han)縫(feng)出現咬邊、凹陷(xian)等缺陷(xian)。
激光(guang)填(tian)絲焊接的(de)優(you)點：
a. 激光填絲(si)焊(han)可(ke)以在很(hen)大程(cheng)度上降低工件的(de)加(jia)工和(he)裝配精度，改善焊(han)接(jie)結構和(he)被焊(han)材料的(de)適應性，提(ti)高(gao)焊(han)縫成形(xing)和(he)表(biao)面質(zhi)量。
b. 激光(guang)填絲焊(han)可(ke)以通過設計焊(han)絲成分來(lai)控制(zhi)焊(han)接(jie)(jie)冶金和(he)焊(han)縫成分，改善焊(han)縫金屬的(de)組織，抑制(zhi)焊(han)接(jie)(jie)裂(lie)紋的(de)形成，提高焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)性能(neng)。特別對含(han)有(you)脆性材料的(de)異種金屬焊(han)接(jie)(jie)極為有(you)利。
c. 采用多層激(ji)(ji)光填絲(si)焊(han)(han)的(de)方式還(huan)可以有較小功(gong)率(lv)的(de)激(ji)(ji)光器實現(xian)大厚度板的(de)焊(han)(han)接，顯著提高了激(ji)(ji)光對(dui)厚板焊(han)(han)接的(de)適應能力(li)。
2. 激光電弧復合焊接
激(ji)(ji)光電弧復合焊(han)接有(you)時也稱(cheng)電弧輔助激(ji)(ji)光焊(han)接技術，其主要(yao)目的是有(you)效(xiao)利用激(ji)(ji)光和電弧熱(re)源，充分(fen)發揮兩種熱(re)源各自優(you)勢，取長補短，以較小的激(ji)(ji)光功率(lv)獲得較大的熔深(shen)，穩定焊(han)接過程，提高焊(han)接效(xiao)率(lv)，降(jiang)低激(ji)(ji)光焊(han)接的裝配(pei)精(jing)度和應用成本。
3. 雙(shuang)束激光焊接
雙(shuang)束(shu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)焊接(jie)(jie)(jie)是(shi)將同一種激(ji)光(guang)(guang)(guang)采用光(guang)(guang)(guang)學方法分離(li)成兩束(shu)單獨的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)，或用兩束(shu)不同類(lei)型的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)組合起來進(jin)行焊接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)方法。通(tong)過改變(bian)兩束(shu)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)、光(guang)(guang)(guang)束(shu)間距、甚至是(shi)兩束(shu)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)分布模(mo)式(shi)，對(dui)焊接(jie)(jie)(jie)溫度(du)場進(jin)行方便、靈活的(de)(de)調節(jie)，改變(bian)小(xiao)孔的(de)(de)存在模(mo)式(shi)與(yu)(yu)熔(rong)池(chi)中(zhong)液態金屬流動方式(shi)，為(wei)焊接(jie)(jie)(jie)工藝提供更廣的(de)(de)選擇(ze)空(kong)間。它不僅(jin)擁有焊接(jie)(jie)(jie)熔(rong)深(shen)大、速度(du)快、精度(du)高的(de)(de)優(you)點，而且對(dui)常規激(ji)光(guang)(guang)(guang)焊接(jie)(jie)(jie)難以焊接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)材料與(yu)(yu)接(jie)(jie)(jie)頭也(ye)有很(hen)大的(de)(de)適應性。
