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(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、不銹鋼激光焊的優點
它與一般焊接(jie)方(fang)法相比(bi)，其優點在(zai)于：
1. 聚焦后的激光具有很高的功率密度，焊接(jie)以(yi)深熔方式進行。
2. 激光的加熱(re)范(fan)圍小(xiao)(xiao)（＜1mm），熱(re)量集中，焊接速度快，使焊接殘余應力和焊后(hou)變形量減小(xiao)(xiao)。
3. 激光(guang)能(neng)(neng)反射、透射，在空間傳播相當(dang)距(ju)離后(hou)能(neng)(neng)量衰減(jian)很小，可進行遠距(ju)離或一些(xie)難以(yi)接近部位的焊接；
4. 與電(dian)子束焊接相比，它不需要真空室，也不會產生(sheng)X射線，但可焊接厚(hou)度不如電(dian)子束焊的厚(hou)，且(qie)大功率激(ji)光發生(sheng)器的結構(gou)比電(dian)子束更(geng)(geng)為復(fu)雜，一次性投資更(geng)(geng)高(gao)。
二、不銹鋼激光焊(han)的焊(han)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(lv)只有碳鋼(gang)的(de)1/3，對激光的(de)吸收(shou)率(lv)比碳鋼(gang)略高(gao)，所以同(tong)樣條件下(xia)奧氏體(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)激光焊(han)熔(rong)池比碳鋼(gang)稍微低(di)一點（5％～10％）。
3. 激光焊接奧氏體型(xing)不銹鋼(gang)的(de)熱變形和殘余應力也相對較小，采用其他常規(gui)焊接方法時奧氏體型(xing)不銹鋼(gang)會產生比碳鋼(gang)大50％的(de)熱膨(peng)脹(zhang)量(liang)。
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(san)、激光焊接設(she)備
激光(guang)(guang)(guang)焊接設備主要由激光(guang)(guang)(guang)器(qi)、光(guang)(guang)(guang)學偏(pian)轉焦系統、光(guang)(guang)(guang)束檢測器(qi)、控(kong)制系統和(he)工作(zuo)臺組成，國產激光(guang)(guang)(guang)設備型號見表3-48。按工作(zuo)物質狀態，激光(guang)(guang)(guang)器(qi)分固體激光(guang)(guang)(guang)器(qi)和(he)氣體激光(guang)(guang)(guang)器(qi)；按其能(neng)量輸出(chu)方式可分脈沖激光(guang)(guang)(guang)器(qi)和(he)連續激光(guang)(guang)(guang)器(qi)。
幾種焊接激(ji)光器性能參(can)數見(jian)表3-49。
1. 固體激(ji)光(guang)器(qi)產生激(ji)光(guang)的(de)工作物質有(you)紅寶石、釹玻璃釔鋁石榴石，主要以(yi)脈沖方式工作，輸出功(gong)率(lv)小，通常用于定(ding)位焊(han)(han)(han)(han)(han)，隨(sui)著輸出功(gong)率(lv)增大，也(ye)可(ke)以(yi)進行焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)。焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭形式如圖3-49所(suo)示。脈沖激(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)主要焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)參數(shu)有(you)脈沖能(neng)(neng)量和(he)寬度以(yi)及功(gong)率(lv)密度等(deng)。表3-50為用脈沖激(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)301不銹鋼鋼焊(han)(han)(han)(han)(han)絲的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)參數(shu)及接(jie)頭性能(neng)(neng)。
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碳(tan)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(hua)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。
激光焊的熔深(shen)與激光功率、焊接速度、光斑直(zhi)徑、離焦量(liang)(liang)、氣(qi)體保護等(deng)均有關。其中氣(qi)體保護用氦能使熔深(shen)加深(shen)，如(ru)果(guo)在氦里加入少量(liang)(liang)氬或(huo)氧，能進一(yi)步提高熔深(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(ji)光焊接技術發(fa)展方向
1. 激光填(tian)絲焊接
激光焊(han)(han)接(jie)(jie)一般情況下不需(xu)要添加(jia)填充(chong)焊(han)(han)絲，激光束照射在被焊(han)(han)工件(jian)(jian)的(de)(de)接(jie)(jie)縫處，靠被焊(han)(han)工件(jian)(jian)材料自身的(de)(de)熔化形(xing)成接(jie)(jie)頭。由于激光束的(de)(de)光束尺寸很小，對被焊(han)(han)材料的(de)(de)坡(po)口加(jia)工和裝配間隙要求(qiu)很高(gao)，一旦(dan)達不到要求(qiu)，往(wang)往(wang)會發生(sheng)焊(han)(han)偏或(huo)泄(xie)漏，很難保證(zheng)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭質量。如果在激光對工件(jian)(jian)進行加(jia)熱的(de)(de)同時，采用(yong)從激光束前方或(huo)后(hou)方添加(jia)填充(chong)焊(han)(han)絲的(de)(de)方式，補充(chong)液態(tai)金(jin)屬(shu)(shu)，解決由于間隙過大(da)或(huo)激光作用(yong)下液態(tai)金(jin)屬(shu)(shu)汽化流失而(er)造成的(de)(de)焊(han)(han)縫區液態(tai)連接(jie)(jie)金(jin)屬(shu)(shu)過少的(de)(de)問題，避免焊(han)(han)縫出現咬邊、凹(ao)陷(xian)等缺陷(xian)。
激光填絲焊接的優點：
a. 激光填絲(si)焊(han)可(ke)以在很大程度(du)上降低工(gong)件的(de)加工(gong)和(he)裝(zhuang)配精度(du)，改善焊(han)接(jie)結構(gou)和(he)被焊(han)材料的(de)適應性，提高焊(han)縫(feng)成形(xing)和(he)表面質量。
b. 激光填絲焊可以通過(guo)設計焊絲成分(fen)來控制(zhi)焊接(jie)(jie)冶金和焊縫(feng)成分(fen)，改善焊縫(feng)金屬的組織，抑制(zhi)焊接(jie)(jie)裂(lie)紋的形成，提高焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的性能(neng)。特(te)別對含(han)有脆(cui)性材料的異種金屬焊接(jie)(jie)極為有利。
c. 采用多層激(ji)光(guang)(guang)填絲焊的方式(shi)還(huan)可以有較小(xiao)功(gong)率的激(ji)光(guang)(guang)器實現(xian)大(da)厚(hou)度(du)板的焊接，顯著提(ti)高了(le)激(ji)光(guang)(guang)對厚(hou)板焊接的適應能力。
2. 激光電弧復合焊接
激(ji)光(guang)電(dian)弧(hu)復合(he)焊接(jie)(jie)有時(shi)也稱(cheng)電(dian)弧(hu)輔助激(ji)光(guang)焊接(jie)(jie)技術，其主要(yao)目的(de)是有效利用激(ji)光(guang)和電(dian)弧(hu)熱(re)源，充分發(fa)揮兩種熱(re)源各(ge)自優(you)勢，取長補短(duan)，以較(jiao)小的(de)激(ji)光(guang)功(gong)率獲得較(jiao)大的(de)熔深，穩定焊接(jie)(jie)過程，提高焊接(jie)(jie)效率，降低激(ji)光(guang)焊接(jie)(jie)的(de)裝配精(jing)度和應用成本。
3. 雙(shuang)束激(ji)光焊接
雙(shuang)束(shu)激(ji)光(guang)(guang)焊接是將(jiang)同(tong)一種激(ji)光(guang)(guang)采(cai)用(yong)光(guang)(guang)學方(fang)法(fa)(fa)分離(li)成兩(liang)束(shu)單獨(du)的(de)光(guang)(guang)，或用(yong)兩(liang)束(shu)不(bu)同(tong)類(lei)型的(de)激(ji)光(guang)(guang)組合起來進行焊接的(de)方(fang)法(fa)(fa)。通過改變兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)的(de)能量、光(guang)(guang)束(shu)間(jian)距、甚至是兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)的(de)能量分布模式，對焊接溫度(du)(du)場進行方(fang)便(bian)、靈活的(de)調節，改變小孔的(de)存在(zai)模式與(yu)熔池中液態金(jin)屬流動方(fang)式，為焊接工(gong)藝提(ti)供更廣的(de)選擇(ze)空間(jian)。它(ta)不(bu)僅(jin)擁有(you)焊接熔深大(da)、速度(du)(du)快、精度(du)(du)高的(de)優點，而(er)且對常規激(ji)光(guang)(guang)焊接難以焊接的(de)材料與(yu)接頭也有(you)很大(da)的(de)適應(ying)性。
