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(bu)銹鋼激光焊的優點
它與一般焊接(jie)方法相比，其(qi)優點在于：
1. 聚焦后的激光具有很高的功(gong)率(lv)密(mi)度，焊接以深熔方(fang)式進行。
2. 激光的加熱范圍(wei)小（＜1mm），熱量集中，焊接(jie)速度快，使焊接(jie)殘余(yu)應力和(he)焊后變(bian)形量減小。
3. 激光能(neng)反射、透射，在空(kong)間(jian)傳播相當距離(li)后能(neng)量(liang)衰減很小，可進(jin)行遠距離(li)或(huo)一些難以接(jie)近部位(wei)的焊接(jie)；
4. 與電(dian)(dian)子束焊(han)接相(xiang)比，它不需要真(zhen)空(kong)室，也不會產生X射線，但(dan)可焊(han)接厚度(du)不如(ru)電(dian)(dian)子束焊(han)的(de)厚，且大功率(lv)激(ji)光發生器的(de)結構比電(dian)(dian)子束更(geng)為(wei)復雜，一次性投資更(geng)高(gao)。
二、不銹鋼(gang)激光焊(han)的焊(han)接特(te)點
1. 奧氏體不銹鋼(gang)的激光焊焊接性能一般較好。奧氏體型不銹鋼(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. 奧氏體型不銹鋼的熱導率只有碳(tan)鋼的1/3，對激光的吸收率比碳(tan)鋼略高(gao)，所以同樣條件下奧氏體型不銹鋼激光焊熔池比碳(tan)鋼稍微低一(yi)點（5％～10％）。
3. 激(ji)光焊(han)接奧氏(shi)體型不銹鋼(gang)的熱變形(xing)和殘余(yu)應力也(ye)相對較小(xiao)，采用其(qi)他常規焊(han)接方(fang)法時(shi)奧氏(shi)體型不銹鋼(gang)會(hui)產生(sheng)比碳鋼(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(bei)
激(ji)光(guang)(guang)(guang)焊接設備主(zhu)要(yao)由激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)、光(guang)(guang)(guang)學偏轉焦系統(tong)、光(guang)(guang)(guang)束檢測器(qi)、控制系統(tong)和(he)工作臺組成(cheng)，國產激(ji)光(guang)(guang)(guang)設備型號見(jian)表3-48。按工作物質狀態，激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)分固體激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)和(he)氣體激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)；按其能量輸出(chu)方式可分脈沖激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)和(he)連續激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)。
幾種焊接激光器性能參數見表3-49。
1. 固體(ti)激(ji)光(guang)器產生激(ji)光(guang)的(de)工作(zuo)物質有紅寶(bao)石(shi)、釹玻璃釔鋁(lv)石(shi)榴石(shi)，主要以脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)方式工作(zuo)，輸出功率(lv)(lv)小，通(tong)常用于定(ding)位焊，隨著(zhu)輸出功率(lv)(lv)增(zeng)大，也可(ke)以進行焊接(jie)。焊接(jie)接(jie)頭形式如圖(tu)3-49所示。脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)激(ji)光(guang)焊主要焊接(jie)參數有脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)能量和寬度以及(ji)功率(lv)(lv)密度等。表3-50為用脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)激(ji)光(guang)焊焊接(jie)301不銹鋼(gang)鋼(gang)焊絲的(de)焊接(jie)參數及(ji)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碳(tan)激光器、橫流式二氧化碳激光器和快速軸流式二氧化(hua)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(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(han)的熔深(shen)(shen)與激光功率(lv)、焊(han)接速度、光斑直徑、離焦量(liang)、氣體保(bao)護(hu)(hu)等均有(you)關。其中(zhong)氣體保(bao)護(hu)(hu)用氦能使(shi)熔深(shen)(shen)加深(shen)(shen)，如果在(zai)氦里加入少量(liang)氬或氧(yang)，能進一步提高熔深(shen)(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(tan)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(jie)技術發展方向
1. 激光填絲焊接(jie)
激(ji)光(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)接一般情況下不(bu)需要添(tian)加(jia)填充(chong)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲，激(ji)光(guang)(guang)(guang)束照射在(zai)被(bei)焊(han)(han)(han)(han)(han)工(gong)(gong)件(jian)(jian)的接縫處，靠被(bei)焊(han)(han)(han)(han)(han)工(gong)(gong)件(jian)(jian)材(cai)料自(zi)身(shen)的熔化(hua)形成接頭。由(you)于激(ji)光(guang)(guang)(guang)束的光(guang)(guang)(guang)束尺寸很小，對(dui)(dui)被(bei)焊(han)(han)(han)(han)(han)材(cai)料的坡口加(jia)工(gong)(gong)和裝配間隙(xi)要求(qiu)很高，一旦達不(bu)到要求(qiu)，往往會發生焊(han)(han)(han)(han)(han)偏或泄漏，很難保證焊(han)(han)(han)(han)(han)接接頭質量。如果在(zai)激(ji)光(guang)(guang)(guang)對(dui)(dui)工(gong)(gong)件(jian)(jian)進行(xing)加(jia)熱(re)的同時(shi)，采用(yong)從激(ji)光(guang)(guang)(guang)束前方(fang)(fang)或后方(fang)(fang)添(tian)加(jia)填充(chong)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲的方(fang)(fang)式，補充(chong)液態(tai)金屬，解決由(you)于間隙(xi)過大或激(ji)光(guang)(guang)(guang)作(zuo)用(yong)下液態(tai)金屬汽(qi)化(hua)流失而造成的焊(han)(han)(han)(han)(han)縫區液態(tai)連接金屬過少(shao)的問題，避(bi)免焊(han)(han)(han)(han)(han)縫出(chu)現咬邊、凹陷等缺陷。
激光填絲焊(han)接的優(you)點(dian)：
a. 激光填(tian)絲焊(han)(han)(han)可以在很大程(cheng)度上降低工件的加工和裝配精度，改(gai)善焊(han)(han)(han)接結構和被焊(han)(han)(han)材料的適應性，提高焊(han)(han)(han)縫(feng)成形和表面質量。
b. 激(ji)光(guang)填絲焊(han)(han)可(ke)以通過設計焊(han)(han)絲成(cheng)分來控制焊(han)(han)接冶金(jin)和焊(han)(han)縫成(cheng)分，改善(shan)焊(han)(han)縫金(jin)屬的(de)組織，抑(yi)制焊(han)(han)接裂(lie)紋的(de)形成(cheng)，提高焊(han)(han)接接頭的(de)性能。特別對含有脆(cui)性材料的(de)異(yi)種金(jin)屬焊(han)(han)接極為有利。
c. 采用多層激光(guang)填絲焊的方(fang)式(shi)還可以有較(jiao)小(xiao)功率的激光(guang)器實(shi)現大厚度板的焊接，顯著提高了激光(guang)對厚板焊接的適應能(neng)力。
2. 激光電弧復合焊接(jie)
激(ji)(ji)(ji)光(guang)電弧復合(he)焊(han)(han)接(jie)有時也稱電弧輔助激(ji)(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)接(jie)技(ji)術(shu)，其主(zhu)要目的(de)是有效(xiao)利(li)用激(ji)(ji)(ji)光(guang)和(he)電弧熱源(yuan)，充分發揮兩種熱源(yuan)各自(zi)優勢，取長補短，以較(jiao)小的(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)功率(lv)獲得較(jiao)大的(de)熔深，穩定焊(han)(han)接(jie)過程，提高焊(han)(han)接(jie)效(xiao)率(lv)，降低激(ji)(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)接(jie)的(de)裝(zhuang)配精度和(he)應用成(cheng)本。
3. 雙束激光焊(han)接
雙束(shu)激(ji)(ji)光焊(han)接(jie)是將同一(yi)種激(ji)(ji)光采用光學方法(fa)分離(li)成兩(liang)束(shu)單獨的(de)(de)(de)光，或用兩(liang)束(shu)不(bu)同類型(xing)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光組合起來進行(xing)焊(han)接(jie)的(de)(de)(de)方法(fa)。通過改變兩(liang)束(shu)光的(de)(de)(de)能(neng)量、光束(shu)間距、甚至是兩(liang)束(shu)光的(de)(de)(de)能(neng)量分布模式，對焊(han)接(jie)溫度(du)場進行(xing)方便、靈活(huo)的(de)(de)(de)調節，改變小孔的(de)(de)(de)存在模式與熔(rong)池中(zhong)液態金屬流動方式，為(wei)焊(han)接(jie)工藝提供更廣的(de)(de)(de)選擇空間。它不(bu)僅(jin)擁有焊(han)接(jie)熔(rong)深大、速(su)度(du)快、精度(du)高(gao)的(de)(de)(de)優(you)點，而且對常規(gui)激(ji)(ji)光焊(han)接(jie)難以焊(han)接(jie)的(de)(de)(de)材料(liao)與接(jie)頭也有很大的(de)(de)(de)適應性。
