激光焊接的原理
   
    激光焊接是利用高能量的激光脈沖對材料進行微小區域內的局部加熱，激光輻射的能量通過熱傳導向材料的內部擴散，將材料熔化后形成特定熔池。它是一種新型的焊接方式，激光焊接主要針對薄壁材料、精密零件的焊接，可實現點焊、對接焊、疊焊、密封焊等，深寬比高，焊縫寬度小，熱影響區小、變形小，焊接速度快，焊縫平整、美觀，焊后無需處理或只需簡單處理，焊縫質量高，無氣孔，可精確控制，聚焦光點小，定位精度高，易實現自動化。

    焊接特性

    屬于熔融焊接，以激光束為能源，沖擊在焊件接頭上。
    激光束可由平面光學元件（如鏡子）導引，隨后再以反射聚焦元件或鏡片將光束投射在焊縫上。
    激光焊接屬非接觸式焊接，作業過程不需加壓，但需使用惰性氣體以防熔池氧化，填料金屬偶有使用。
    激光焊可以與MIG焊組成激光MIG復合焊，實現大熔深焊接，同時熱輸入量比MIG焊大為減小。

    激光焊接的主要優點

    （1）可將入熱量降到最低的需要量，熱影響區金相變化范圍小，且因熱傳導所導致的變形亦最低。
    （2）32mm板厚單道焊接的焊接工藝參數業經檢定合格，可降低厚板焊接所需的時間甚至可省掉填料金屬的使用。
    （3）不需使用電極，沒有電極污染或受損的顧慮。且因不屬于接觸式焊接制程，機具的耗損及變形接可降至最低。
    （4）激光束易于聚焦、對準及受光學儀器所導引，可放置在離工件適當之距離，且可在工件周圍的機具或障礙間再導引，其他焊接法則因受到上述的空間限制而無法發揮。
    （5）工件可放置在封閉的空間（經抽真空或內部氣體環境在控制下）。
    （6）激光束可聚焦在很小的區域，可焊接小型且間隔相近的部件。
    （7）可焊材質種類范圍大，亦可相互接合各種異質材料。
    （8）易于以自動化進行高速焊接，亦可以數位或電腦控制。
    （9）焊接薄材或細徑線材時，不會像電弧焊接般易有回熔的困擾。
    （10）不受磁場所影響（電弧焊接及電子束焊接則容易），能精確的對準焊件。
    （11）可焊接不同物性（如不同電阻）的兩種金屬。
    （12）不需真空，亦不需做X射線防護。
    （13）若以穿孔式焊接，焊道深一寬比可達10:1。
    （14）可以切換裝置將激光束傳送至多個工作站。

    激光焊接的主要缺點

    （1）焊件位置需非常精確，務必在激光束的聚焦范圍內。
    （2）焊件需使用夾治具時，必須確保焊件的最終位置需與激光束將沖擊的焊點對準。
    （3）最大可焊厚度受到限制滲透厚度遠超過19mm的工件，生產線上不適合使用激光焊接。
    （4）高反射性及高導熱性材料如鋁、銅及其合金等，焊接性會受激光所改變。
    （5）當進行中能量至高能量的激光束焊接時，需使用等離子控制器將熔池周圍的離子化氣體驅除，以確保焊道的再出現。
    （6）能量轉換效率太低，通常低于10%。
    （7）焊道快速凝固，可能有氣孔及脆化的顧慮。
    （8）設備昂貴。

    激光焊接的工藝參數
 
    （1）功率密度。功率密度是激光加工中最關鍵的參數之一。采用較高的功率密度，在微秒時間范圍內，表層即可加熱至沸點，產生大量汽化。因此，高功率密度對于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。對于較低功率密度，表層溫度達到沸點需要經歷數毫秒，在表層汽化前，底層達到熔點，易形成良好的熔融焊接。因此，在傳導型激光焊接中，功率密度在范圍在10^4~10^6W/CM^2。
    （2）激光脈沖波形。激光脈沖波形在激光焊接中是一個重要問題，尤其對于薄片焊接更為重要。當高強度激光束射至材料表面，金屬表面將會有60~98%的激光能量反射而損失掉，且反射率隨表面溫度變化。在一個激光脈沖作用期間內，金屬反射率的變化很大。
    （3）激光脈沖寬度。脈寬是脈沖激光焊接的重要參數之一，它既是區別于材料去除和材料熔化的重要參數，也是決定加工設備造價及體積的關鍵參數。
    （4）離焦量對焊接質量的影響。激光焊接通常需要一定的離做文章一，因為激光焦點處光斑中心的功率密度過高，容易蒸發成孔。離開激光焦點的各平面上，功率密度分布相對均勻。離焦方式有兩種：正離焦與負離焦。焦平面位于工件上方為正離焦，反之為負離焦。按幾何光學理論，當正負離焦平面與焊接平面距離相等時，所對應平面上功率密度近似相同，但實際上所獲得的熔池形狀不同。負離焦時，可獲得更大的熔深，這與熔池的形成過程有關。實驗表明，激光加熱50~200us材料開始熔化，形成液相金屬并出現問分汽化，形成市壓蒸汽，并以極高的速度噴射，發出耀眼的白光。與此同時，高濃度汽體使液相金屬運動至熔池邊緣，在熔池中心形成凹陷。當負離焦時，材料內部功率密度比表面還高，易形成更強的熔化、汽化，使光能向材料更深處傳遞。所以在實際應用中，當要求熔深較大時，采用負離焦；焊接薄材料時，宜用正離焦。

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