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(xiu)鋼激光(guang)焊的優(you)點
它與一般焊接方法(fa)相比，其優(you)點在(zai)于：
1. 聚焦后的激光具有很高(gao)的功率密度(du)，焊接以深熔方式(shi)進(jin)行。
2. 激(ji)光(guang)的(de)加(jia)熱范(fan)圍小(xiao)（＜1mm），熱量(liang)集中，焊接速(su)度(du)快，使焊接殘余應力和焊后變形(xing)量(liang)減小(xiao)。
3. 激光能(neng)(neng)反射、透射，在空間傳播相(xiang)當距(ju)離后能(neng)(neng)量(liang)衰減(jian)很小，可進(jin)行遠距(ju)離或一(yi)些難以接(jie)(jie)近(jin)部位的焊(han)接(jie)(jie)；
4. 與(yu)電子(zi)束焊接(jie)相比(bi)，它不需(xu)要真空室，也不會產(chan)生(sheng)X射線，但可焊接(jie)厚度不如電子(zi)束焊的(de)厚，且大功率激(ji)光(guang)發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)結構比(bi)電子(zi)束更為復雜，一(yi)次性(xing)投資更高。
二、不銹鋼激光焊的(de)焊接特點(dian)
1. 奧氏(shi)體不銹鋼(gang)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(shi)體型(xing)不銹(xiu)鋼的熱導率只(zhi)有碳(tan)鋼的1/3，對激(ji)光(guang)的吸(xi)收率比(bi)碳(tan)鋼略高，所以同(tong)樣條(tiao)件(jian)下奧(ao)氏(shi)體型(xing)不銹(xiu)鋼激(ji)光(guang)焊熔(rong)池比(bi)碳(tan)鋼稍微(wei)低一點(dian)（5％～10％）。
3. 激光(guang)焊(han)(han)接奧氏體型(xing)不銹鋼(gang)的(de)熱(re)變(bian)形和殘余(yu)應力也相(xiang)對(dui)較小，采用其(qi)他常規(gui)焊(han)(han)接方法時(shi)奧氏體型(xing)不銹鋼(gang)會產生(sheng)比碳鋼(gang)大50％的(de)熱(re)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(san)、激光焊接設備
激(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)接設備主要由激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)、光(guang)(guang)學偏轉焦系(xi)統、光(guang)(guang)束檢測器(qi)、控制系(xi)統和(he)工(gong)(gong)作臺組(zu)成，國產激(ji)(ji)光(guang)(guang)設備型號(hao)見表(biao)3-48。按工(gong)(gong)作物質(zhi)狀態，激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)分固體激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)和(he)氣體激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)；按其能量輸出方(fang)式可分脈沖(chong)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)和(he)連(lian)續激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)。
幾種焊接激光器(qi)性能(neng)參數見表(biao)3-49。
1. 固體激(ji)光(guang)器產生激(ji)光(guang)的工作物質有(you)紅寶石、釹(nv)玻璃釔(yi)鋁石榴石，主要以(yi)(yi)脈沖方式工作，輸(shu)出(chu)功率(lv)小(xiao)，通常用于定位焊(han)(han)(han)，隨著(zhu)輸(shu)出(chu)功率(lv)增(zeng)大，也可以(yi)(yi)進行焊(han)(han)(han)接。焊(han)(han)(han)接接頭形式如圖3-49所示。脈沖激(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)主要焊(han)(han)(han)接參數有(you)脈沖能量和寬度(du)以(yi)(yi)及(ji)功率(lv)密(mi)度(du)等。表(biao)3-50為用脈沖激(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接301不銹鋼鋼焊(han)(han)(han)絲的焊(han)(han)(han)接參數及(ji)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、橫流式二氧化碳激光器和快速軸流式二氧化碳激光器。二氧化(hua)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(guang)焊(han)的熔深與(yu)激(ji)光(guang)功率(lv)、焊(han)接(jie)速度、光(guang)斑(ban)直徑(jing)、離焦(jiao)量、氣體保護等均有(you)關(guan)。其中氣體保護用氦(hai)(hai)能(neng)使(shi)熔深加深，如果(guo)在氦(hai)(hai)里加入少量氬(ya)或氧，能(neng)進一步提高熔深。
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(si)、激光焊(han)接技(ji)術(shu)發展方向
1. 激光填絲焊接
激(ji)光(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)一(yi)般情況下不需要添加填(tian)充(chong)焊(han)(han)絲(si)(si)，激(ji)光(guang)(guang)(guang)束照射在(zai)被焊(han)(han)工(gong)(gong)件(jian)的接(jie)(jie)(jie)縫處，靠被焊(han)(han)工(gong)(gong)件(jian)材(cai)料自身(shen)的熔化形成接(jie)(jie)(jie)頭。由于激(ji)光(guang)(guang)(guang)束的光(guang)(guang)(guang)束尺(chi)寸很小，對被焊(han)(han)材(cai)料的坡口加工(gong)(gong)和裝配(pei)間隙要求很高，一(yi)旦達(da)不到要求，往(wang)往(wang)會發生焊(han)(han)偏或(huo)泄(xie)漏，很難保(bao)證(zheng)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭質量(liang)。如果在(zai)激(ji)光(guang)(guang)(guang)對工(gong)(gong)件(jian)進行(xing)加熱的同時，采用從激(ji)光(guang)(guang)(guang)束前方(fang)(fang)或(huo)后方(fang)(fang)添加填(tian)充(chong)焊(han)(han)絲(si)(si)的方(fang)(fang)式，補充(chong)液態金屬，解(jie)決由于間隙過(guo)大或(huo)激(ji)光(guang)(guang)(guang)作用下液態金屬汽(qi)化流失而造成的焊(han)(han)縫區液態連接(jie)(jie)(jie)金屬過(guo)少的問題，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. 激光填絲焊可(ke)以在(zai)很大程度上降低工件的(de)加工和(he)裝配精度，改(gai)善焊接結構和(he)被焊材料的(de)適(shi)應性，提高(gao)焊縫成形(xing)和(he)表面質量。
b. 激光填絲焊(han)(han)(han)可(ke)以通(tong)過設(she)計(ji)焊(han)(han)(han)絲成分(fen)來控制焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)冶金(jin)(jin)和(he)焊(han)(han)(han)縫成分(fen)，改善焊(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的組織，抑制焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)裂紋(wen)的形成，提高(gao)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的性(xing)能。特別(bie)對含有脆性(xing)材料的異種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)極為有利。
c. 采用多層激光填絲焊(han)的方式還可以有較小(xiao)功(gong)率的激光器(qi)實(shi)現(xian)大厚(hou)度板的焊(han)接，顯(xian)著提高了激光對厚(hou)板焊(han)接的適應能力(li)。
2. 激光電弧復合焊接(jie)
激光電弧復(fu)合(he)焊(han)接有時也(ye)稱(cheng)電弧輔助(zhu)激光焊(han)接技術，其主要目的(de)(de)是有效(xiao)利用激光和電弧熱(re)(re)源，充分發(fa)揮兩種熱(re)(re)源各(ge)自優(you)勢，取(qu)長(chang)補短，以(yi)較小(xiao)的(de)(de)激光功率(lv)(lv)獲得(de)較大的(de)(de)熔深(shen)，穩(wen)定焊(han)接過程(cheng)，提(ti)高焊(han)接效(xiao)率(lv)(lv)，降(jiang)低激光焊(han)接的(de)(de)裝配精度和應用成(cheng)本。
3. 雙束激光焊接
雙束(shu)激(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)接(jie)(jie)是(shi)(shi)將同一種(zhong)激(ji)(ji)光(guang)(guang)采用光(guang)(guang)學(xue)方(fang)法(fa)分離成兩束(shu)單獨(du)的(de)(de)光(guang)(guang)，或用兩束(shu)不(bu)同類型的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)組合起來(lai)進(jin)行焊(han)接(jie)(jie)的(de)(de)方(fang)法(fa)。通(tong)過改變(bian)兩束(shu)光(guang)(guang)的(de)(de)能(neng)量、光(guang)(guang)束(shu)間距(ju)、甚至是(shi)(shi)兩束(shu)光(guang)(guang)的(de)(de)能(neng)量分布模(mo)式(shi)(shi)，對焊(han)接(jie)(jie)溫度場(chang)進(jin)行方(fang)便、靈活的(de)(de)調節，改變(bian)小孔的(de)(de)存在模(mo)式(shi)(shi)與(yu)熔(rong)池中液(ye)態金屬流動方(fang)式(shi)(shi)，為焊(han)接(jie)(jie)工藝提供更廣(guang)的(de)(de)選擇空(kong)間。它(ta)不(bu)僅擁(yong)有(you)焊(han)接(jie)(jie)熔(rong)深大(da)、速度快、精(jing)度高(gao)的(de)(de)優(you)點，而(er)且(qie)對常規激(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)接(jie)(jie)難以(yi)焊(han)接(jie)(jie)的(de)(de)材料與(yu)接(jie)(jie)頭也有(you)很大(da)的(de)(de)適應性。
