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、不銹鋼(gang)激(ji)光(guang)焊的優點
它與一般(ban)焊(han)接(jie)方法相比(bi)，其優點在于：
1. 聚焦后(hou)的(de)激光具有很高的(de)功率密度(du)，焊(han)接以(yi)深熔(rong)方式進行。
2. 激光的加熱(re)范圍(wei)小（＜1mm），熱(re)量集中(zhong)，焊(han)接速度快，使焊(han)接殘(can)余應力和焊(han)后變形量減小。
3. 激光能反射、透(tou)射，在空間傳播相當距離后能量衰減很小，可(ke)進行遠(yuan)距離或一些難以接近(jin)部位(wei)的焊接；
4. 與電子(zi)束(shu)焊(han)接相比，它不需要真空室，也不會(hui)產生(sheng)X射線，但可(ke)焊(han)接厚度不如電子(zi)束(shu)焊(han)的(de)厚，且大功率激光(guang)發生(sheng)器的(de)結構比電子(zi)束(shu)更(geng)為復雜(za)，一次性投(tou)資更(geng)高。
二、不銹鋼激(ji)光焊的焊接特點
1. 奧氏體(ti)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(ao)氏(shi)體(ti)型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的熱導(dao)率只有碳鋼(gang)的1/3，對(dui)激光的吸收率比碳鋼(gang)略高，所(suo)以同(tong)樣條件下奧(ao)氏(shi)體(ti)型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)激光焊熔池比碳鋼(gang)稍微(wei)低一點(dian)（5％～10％）。
3. 激光焊(han)接奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)型(xing)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)熱變形和殘余應力也相對較小，采用其他常規焊(han)接方法時奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)型(xing)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)會產生比碳鋼(gang)(gang)大(da)50％的(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(han)接設(she)備
激光(guang)焊(han)接(jie)設備主要(yao)由激光(guang)器(qi)(qi)、光(guang)學偏轉焦系統、光(guang)束(shu)檢測(ce)器(qi)(qi)、控制(zhi)系統和(he)(he)工作臺組成(cheng)，國產激光(guang)設備型(xing)號見表(biao)3-48。按工作物質狀(zhuang)態，激光(guang)器(qi)(qi)分固體激光(guang)器(qi)(qi)和(he)(he)氣體激光(guang)器(qi)(qi)；按其能量輸(shu)出(chu)方式可分脈沖激光(guang)器(qi)(qi)和(he)(he)連續(xu)激光(guang)器(qi)(qi)。
幾種焊接激光(guang)器性能(neng)參數見表3-49。
1. 固(gu)體激(ji)光(guang)(guang)器(qi)產生激(ji)光(guang)(guang)的(de)工作物質有紅(hong)寶石(shi)、釹玻璃釔(yi)鋁(lv)石(shi)榴石(shi)，主要以脈沖方式(shi)工作，輸出功(gong)率(lv)(lv)小，通常用于定(ding)位焊(han)(han)，隨著(zhu)輸出功(gong)率(lv)(lv)增大，也可以進(jin)行焊(han)(han)接。焊(han)(han)接接頭形(xing)式(shi)如圖3-49所示(shi)。脈沖激(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)主要焊(han)(han)接參數(shu)有脈沖能量和寬度以及(ji)功(gong)率(lv)(lv)密(mi)度等。表(biao)3-50為(wei)用脈沖激(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)焊(han)(han)接301不銹鋼(gang)鋼(gang)焊(han)(han)絲的(de)焊(han)(han)接參數(shu)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(er)氧化(hua)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(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(guang)焊(han)的熔(rong)深(shen)(shen)與激光(guang)功率、焊(han)接速(su)度、光(guang)斑直(zhi)徑、離焦量、氣(qi)體保(bao)護等均有關。其中氣(qi)體保(bao)護用氦能使熔(rong)深(shen)(shen)加深(shen)(shen)，如果在氦里加入少(shao)量氬或氧，能進(jin)一步提高熔(rong)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、激光焊接技術發展方向
1. 激光填絲焊接
激(ji)(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)接一般情況下不(bu)需要添加(jia)填充(chong)焊(han)(han)(han)絲，激(ji)(ji)(ji)光(guang)束(shu)照射(she)在被焊(han)(han)(han)工件的(de)(de)(de)(de)接縫(feng)處，靠被焊(han)(han)(han)工件材料自(zi)身的(de)(de)(de)(de)熔化形成接頭。由于激(ji)(ji)(ji)光(guang)束(shu)的(de)(de)(de)(de)光(guang)束(shu)尺(chi)寸很小(xiao)，對被焊(han)(han)(han)材料的(de)(de)(de)(de)坡口(kou)加(jia)工和裝配間隙(xi)要求很高，一旦達不(bu)到要求，往往會發生焊(han)(han)(han)偏(pian)或(huo)泄漏(lou)，很難保證(zheng)焊(han)(han)(han)接接頭質量。如果在激(ji)(ji)(ji)光(guang)對工件進行加(jia)熱(re)的(de)(de)(de)(de)同時，采用從激(ji)(ji)(ji)光(guang)束(shu)前方或(huo)后方添加(jia)填充(chong)焊(han)(han)(han)絲的(de)(de)(de)(de)方式，補充(chong)液(ye)態(tai)金(jin)屬(shu)，解決由于間隙(xi)過大或(huo)激(ji)(ji)(ji)光(guang)作用下液(ye)態(tai)金(jin)屬(shu)汽化流失而造成的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)區液(ye)態(tai)連接金(jin)屬(shu)過少的(de)(de)(de)(de)問(wen)題，避(bi)免(mian)焊(han)(han)(han)縫(feng)出現咬邊、凹陷等缺陷。
激光填絲焊接的(de)優(you)點(dian)：
a. 激光填絲(si)焊(han)可(ke)以(yi)在很大程度上降低工(gong)件的(de)加工(gong)和裝(zhuang)配(pei)精度，改善焊(han)接(jie)結構和被焊(han)材(cai)料的(de)適應性，提高焊(han)縫成形和表面質量。
b. 激光填絲焊可以通過設(she)計焊絲成(cheng)(cheng)分來控制焊接(jie)(jie)冶(ye)金(jin)(jin)和焊縫(feng)成(cheng)(cheng)分，改善焊縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)組織，抑制焊接(jie)(jie)裂紋的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)，提高焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)性(xing)能。特別對含有脆性(xing)材料(liao)的(de)異種金(jin)(jin)屬(shu)焊接(jie)(jie)極為(wei)有利。
c. 采用多(duo)層激光填絲焊的方式還(huan)可以有較小(xiao)功率的激光器實現大厚度板的焊接，顯著提(ti)高了激光對(dui)厚板焊接的適應能力。
2. 激光電弧(hu)復合焊接
激光(guang)電(dian)(dian)弧復合(he)焊接有時也稱電(dian)(dian)弧輔助激光(guang)焊接技術，其主要目的是有效利用(yong)激光(guang)和(he)電(dian)(dian)弧熱源，充分發揮兩種熱源各自優(you)勢，取(qu)長補短(duan)，以較小(xiao)的激光(guang)功率(lv)獲得較大的熔(rong)深，穩定焊接過(guo)程，提高焊接效率(lv)，降低激光(guang)焊接的裝配精度和(he)應用(yong)成本。
3. 雙束激(ji)光焊接
雙束(shu)激光焊(han)(han)(han)接(jie)是將同一種激光采用光學方法分離成兩(liang)束(shu)單獨的(de)(de)光，或用兩(liang)束(shu)不同類型的(de)(de)激光組合起來進行焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)方法。通過改(gai)變兩(liang)束(shu)光的(de)(de)能量、光束(shu)間距、甚至(zhi)是兩(liang)束(shu)光的(de)(de)能量分布模(mo)式(shi)，對焊(han)(han)(han)接(jie)溫度(du)(du)場進行方便、靈活(huo)的(de)(de)調節，改(gai)變小孔(kong)的(de)(de)存(cun)在模(mo)式(shi)與熔池中液態金屬流動方式(shi)，為焊(han)(han)(han)接(jie)工(gong)藝提供更廣的(de)(de)選擇(ze)空間。它不僅擁有焊(han)(han)(han)接(jie)熔深大、速度(du)(du)快(kuai)、精(jing)度(du)(du)高(gao)的(de)(de)優點(dian)，而且對常規激光焊(han)(han)(han)接(jie)難以(yi)焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)材(cai)料與接(jie)頭也有很(hen)大的(de)(de)適應性。
