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(er)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(ji)光焊的(de)優(you)點(dian)
它與(yu)一般焊接方(fang)法相比，其優點在(zai)于：
1. 聚焦后(hou)的激(ji)光具(ju)有很高的功率密度，焊接(jie)以深熔方式進行(xing)。
2. 激光的加熱范圍小（＜1mm），熱量集中，焊接(jie)速度快，使焊接(jie)殘(can)余應力和焊后變形量減小。
3. 激光能反射、透射，在空間傳播相當距離后(hou)能量(liang)衰減很(hen)小，可進行遠距離或一些難以接(jie)近部(bu)位的焊(han)接(jie)；
4. 與電子(zi)(zi)束焊接相比(bi)，它(ta)不(bu)需要真空(kong)室，也不(bu)會產生X射線，但可(ke)焊接厚度不(bu)如(ru)電子(zi)(zi)束焊的厚，且大功(gong)率(lv)激光發生器(qi)的結構比(bi)電子(zi)(zi)束更(geng)為復雜，一次(ci)性(xing)投資更(geng)高。
二、不銹鋼激光焊(han)的焊(han)接特點
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)氏體型不銹鋼的熱導率(lv)只有碳(tan)鋼的1/3，對激光的吸收率(lv)比碳(tan)鋼略高(gao)，所以同樣條件下奧(ao)氏體型不銹鋼激光焊熔池比碳(tan)鋼稍微低一(yi)點（5％～10％）。
3. 激光焊接奧(ao)氏(shi)體型不銹鋼(gang)的(de)(de)熱變形和殘余(yu)應力也相對(dui)較小，采用其他常(chang)規焊接方法時(shi)奧(ao)氏(shi)體型不銹鋼(gang)會產(chan)生比碳(tan)鋼(gang)大50％的(de)(de)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
激光(guang)焊接設(she)備主(zhu)要由激光(guang)器(qi)(qi)(qi)、光(guang)學偏轉焦系(xi)統、光(guang)束檢測(ce)器(qi)(qi)(qi)、控制系(xi)統和(he)工作臺組成，國(guo)產激光(guang)設(she)備型(xing)號見表3-48。按工作物質狀態(tai)，激光(guang)器(qi)(qi)(qi)分(fen)固(gu)體(ti)激光(guang)器(qi)(qi)(qi)和(he)氣體(ti)激光(guang)器(qi)(qi)(qi)；按其能量(liang)輸出方式(shi)可分(fen)脈沖激光(guang)器(qi)(qi)(qi)和(he)連續激光(guang)器(qi)(qi)(qi)。
幾種焊接(jie)激光(guang)器性(xing)能參數見表3-49。
1. 固(gu)體激光(guang)器產生激光(guang)的工作物質(zhi)有紅(hong)寶石(shi)、釹玻璃釔鋁石(shi)榴(liu)石(shi)，主要以(yi)脈沖(chong)(chong)(chong)(chong)方式(shi)工作，輸(shu)(shu)出功(gong)率(lv)(lv)小，通(tong)常用于定位焊(han)，隨著輸(shu)(shu)出功(gong)率(lv)(lv)增(zeng)大，也可以(yi)進行焊(han)接(jie)。焊(han)接(jie)接(jie)頭形式(shi)如圖3-49所示。脈沖(chong)(chong)(chong)(chong)激光(guang)焊(han)主要焊(han)接(jie)參數有脈沖(chong)(chong)(chong)(chong)能(neng)量和寬度以(yi)及功(gong)率(lv)(lv)密度等。表3-50為用脈沖(chong)(chong)(chong)(chong)激光(guang)焊(han)焊(han)接(jie)301不銹鋼鋼焊(han)絲的焊(han)接(jie)參數及接(jie)頭性能(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(er)氧化碳激光器、橫流式二氧(yang)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)光焊的熔深(shen)與激(ji)光功(gong)率、焊接速度、光斑直徑、離焦量、氣體(ti)保護(hu)等均(jun)有關。其中氣體(ti)保護(hu)用氦能使熔深(shen)加(jia)深(shen)，如(ru)果在氦里(li)加(jia)入(ru)少量氬或氧，能進(jin)一步提(ti)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(guang)焊接(jie)技(ji)術發展(zhan)方向(xiang)
1. 激光填絲焊接
激(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)一般情況下不需要添加(jia)填充焊(han)(han)(han)(han)絲，激(ji)(ji)光(guang)束(shu)照射在被焊(han)(han)(han)(han)工(gong)件(jian)的(de)接(jie)縫(feng)處，靠(kao)被焊(han)(han)(han)(han)工(gong)件(jian)材料自(zi)身的(de)熔化形成接(jie)頭。由于激(ji)(ji)光(guang)束(shu)的(de)光(guang)束(shu)尺寸很小(xiao)，對被焊(han)(han)(han)(han)材料的(de)坡口加(jia)工(gong)和裝配間隙要求(qiu)很高(gao)，一旦達不到(dao)要求(qiu)，往(wang)往(wang)會發生焊(han)(han)(han)(han)偏或泄漏，很難保證焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭質量。如果(guo)在激(ji)(ji)光(guang)對工(gong)件(jian)進行加(jia)熱的(de)同時，采用(yong)從激(ji)(ji)光(guang)束(shu)前方(fang)或后(hou)方(fang)添加(jia)填充焊(han)(han)(han)(han)絲的(de)方(fang)式，補充液態(tai)金屬(shu)，解決(jue)由于間隙過大(da)或激(ji)(ji)光(guang)作用(yong)下液態(tai)金屬(shu)汽化流失而造(zao)成的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)區液態(tai)連接(jie)金屬(shu)過少的(de)問(wen)題，避免焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)出現咬邊、凹陷(xian)(xian)等缺陷(xian)(xian)。
激光(guang)填(tian)絲焊接的優(you)點：
a. 激光填(tian)絲焊(han)(han)可以在(zai)很大(da)程度上降(jiang)低工件的加工和裝配精度，改善焊(han)(han)接結構和被焊(han)(han)材料的適應性(xing)，提高焊(han)(han)縫成形和表(biao)面質量。
b. 激(ji)光填(tian)絲(si)焊(han)可以通(tong)過設計焊(han)絲(si)成分(fen)來控制(zhi)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)冶(ye)金(jin)和(he)焊(han)縫(feng)成分(fen)，改善(shan)焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)組織，抑制(zhi)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)裂紋(wen)的(de)(de)形成，提(ti)高焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)性能。特(te)別對含(han)有脆性材料(liao)的(de)(de)異(yi)種金(jin)屬(shu)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)極(ji)為有利。
c. 采用多層激(ji)光填絲焊的方式(shi)還可(ke)以有(you)較(jiao)小功率(lv)的激(ji)光器(qi)實現(xian)大厚度板的焊接，顯著(zhu)提高(gao)了(le)激(ji)光對厚板焊接的適(shi)應(ying)能力。
2. 激光電弧復(fu)合焊接
激光電(dian)弧復(fu)合焊(han)接(jie)有時也(ye)稱電(dian)弧輔(fu)助(zhu)激光焊(han)接(jie)技術，其主要目的(de)是有效利用激光和電(dian)弧熱源，充(chong)分發(fa)揮兩種熱源各自優勢，取長補短，以較小的(de)激光功率(lv)獲得較大的(de)熔深，穩定(ding)焊(han)接(jie)過程，提高焊(han)接(jie)效率(lv)，降低激光焊(han)接(jie)的(de)裝配(pei)精度和應用成本(ben)。
3. 雙束(shu)激光焊接
雙束激(ji)光(guang)(guang)焊(han)接(jie)是將(jiang)同一種激(ji)光(guang)(guang)采(cai)用光(guang)(guang)學方(fang)法(fa)分離成(cheng)兩(liang)(liang)束單獨的(de)(de)(de)光(guang)(guang)，或用兩(liang)(liang)束不(bu)同類型(xing)的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)組合(he)起來進行(xing)焊(han)接(jie)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)。通過改(gai)(gai)變兩(liang)(liang)束光(guang)(guang)的(de)(de)(de)能(neng)量、光(guang)(guang)束間距(ju)、甚至是兩(liang)(liang)束光(guang)(guang)的(de)(de)(de)能(neng)量分布模式，對(dui)(dui)焊(han)接(jie)溫度(du)場進行(xing)方(fang)便、靈活的(de)(de)(de)調(diao)節，改(gai)(gai)變小孔的(de)(de)(de)存在(zai)模式與(yu)熔池中(zhong)液(ye)態金屬流動方(fang)式，為焊(han)接(jie)工藝提(ti)供更(geng)廣的(de)(de)(de)選擇空間。它(ta)不(bu)僅擁有(you)焊(han)接(jie)熔深大、速(su)度(du)快、精度(du)高的(de)(de)(de)優點(dian)，而(er)且對(dui)(dui)常規激(ji)光(guang)(guang)焊(han)接(jie)難(nan)以焊(han)接(jie)的(de)(de)(de)材料與(yu)接(jie)頭也有(you)很(hen)大的(de)(de)(de)適應性。
