激光焊接工藝的案例
技術 | 汽車覆蓋件的幾種典型激光焊接工藝
激光焊接工藝在汽車工業領域尤其得到重視和廣泛應用，其中汽車覆蓋件是激光焊接的五大類之一。激光焊接已經成為車身覆蓋件制造的標準工藝！
激光焊接運用于汽車上可以降低車身重量、提高車身裝配精度、增加車身的剛度、降低汽車車身制造過程中的沖壓和裝配成本。
德國人是最早把激光焊接技術運用于汽車，在20世紀90年代中期，BMW公司利用激光焊接機器人完成了BMW5系列轎車的第一條焊縫，焊縫總長度達12m。
德國大眾Touran轎車的激光焊縫總長度達到了70m。隨后，奧迪、速騰、高爾夫及Passat等品牌的車頂采用了激光焊接技術，通用、豐田、福特、寶馬、奔馳等公司陸續均采用了激光焊接技術。
以下四種典型的應用與汽車覆蓋件方面發激光焊接工藝
一、激光自熔疊焊汽車覆蓋件激光焊接工藝
當功率密度達到一定的范圍（106~107 W/cm2）的激光束照射到材料表面時，材料吸收光能轉化為熱能，材料被加熱熔化至汽化，產生大量的金屬蒸汽，在蒸汽逸出表面時產生的反作用力下，使熔化的金屬液體向四周排擠，形成凹坑，隨著激光的繼續照射，凹坑穿入更深，當激光停止照射后，凹坑周邊的熔液回流，冷卻凝固后將兩工件焊接在一起。
對于激光自熔疊焊工藝而言，其影響因素較多。除了材料本身的影響外，主要有以下幾個方面：
影響因素
1、激光功率
激光焊接中存在一個激光能量密度閾值，低于此值，工件僅發生表面熔化，熔深很淺，也即焊接以穩定熱傳導型進行；一旦達到或超過此值，等離子體才會產生，這標志著穩定深熔焊的進行，熔深會大幅度提高。如果激光功率低于此閾值，激光功率密度較小時，會出現熔深不足甚至焊接過程不穩定。
展開 激光焊接技術在航空制造中的應用
（3）重視新型材料焊接工藝開發 積極開展高強高溫鈦合金、新型高溫合金、鈦鋁系金屬間化合物、單晶/定向/粉末高溫合金等新型航空材料的激光焊接工藝開發，形成涵蓋材料焊接性、工藝、接頭組織及性能的工藝數據儲備，建立相應的激光焊接工藝流程。
（4）加快新型焊接技術應用研究 針對航空產品材料及設計結構特點，加快適用于航空制造及修理需求的新型激光焊接方法應用研究，如激光填絲自動焊、長焦距激光焊、激光復合焊及雙光束（填絲）焊等。
（5）擴寬激光焊接工藝應用廣度 借鑒國外航空制造成功經驗，建立設計-材料-制造的一體化研發模式，推進激光焊接技術在航空飛機及發動機典型構件上的工程應用，如飛機整體壁板、腹鰭和襟翼等，發動機的各種薄壁機匣、燃燒室部件、葉片等復雜、精密構件，以及加力筒體、擴散器等簡單焊接結構件等。
（6）建立完善的工藝質量標準體系 結合新材料、新結構、新方法及新產品研制及應用進展，逐步建立和完善我國激光焊接工藝、質量標準體系，同時建立并不斷完善焊接工藝數據庫。
（7）加快自動化、智能化進程 結合工業機器人系統、自動送絲系統、視覺傳感跟蹤系統、焊接質量在線檢測、評估及實時控制系統，助推航空產品自動化、智能化制造實現，提升激光焊接工藝自適應控制能力及生產效率。
來源：金屬加工（熱加工）2019年第2期
展開 干貨||激光在軌道交通行業中的應用系列之車輛激光焊接工藝
正是因為采用了激光焊接技術，才研制出這種國內領先的不銹鋼激光焊車體。與傳統焊接方式的車體相比，激光焊接不銹鋼車體強度高、密封性好、焊接變形小、焊后外觀更美觀。車體無需噴涂料，便可直接投入使用，不僅節省了噴涂的費用，也更加環保。
激光加工技術在城市軌道車輛制造中的應用，包括焊接、切割、關鍵零部件表面改性、打標、快速成型、打孔及微細加工等。現階段激光技術在軌道車輛制造領域主要應用于板材及型材下料、關鍵部件焊接、自動生產線物料運輸和標識移植等場所。
隨著我國經濟快速發展和人民生活水平顯著提高,軌道交通進入了高速發展的快車道。目前軌道車輛制造行業中，激光加工制造技術備受矚目，激光加工技術是軌道車輛制造行業中近些年最重要的制造技術方法，對軌道車輛制造工藝水平的提升起著極大的推動作用。面對輕量化與高速化的趨勢，激光加工也持續為其提出新方向、新課題。
激光加工技術是軌道制造行業中近些年最重要的制造技術方法，對軌道制造工藝水平的提升起著極大的推動作用。而中國高鐵的飛速發展，也為激光加工提供了巨大的潛在應用市場，激光焊接等技術的應用也將軌道車輛制造技術推向了新時代。
通過拜訪專家、走訪企業，我們收集了大量關于激光在軌道交通行業中的應用方面的的資料，近期將分幾個部分---為讀者呈現，今天我們就談談車輛激光焊接工藝。
車輛轉向架以及車體是軌道車輛上的關鍵構成，材質也經歷了普通合金鋼、不銹鋼、鋁合金型材幾個階段。目前在軌道車輛制造中，逐步引入了激光焊接等新的加工工藝。車體多采用不銹鋼車體，以前采用MIG焊接技術焊后由于焊接熱影響及變形等原因需對車體進行涂裝作業，以改善其外觀。
展開 激光焊接的工藝技術和性能特點
包括對焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等4種工藝方法。
2、絲與絲的焊接。包括絲與絲對焊、交叉焊、平行搭接焊、T型焊等4種工藝方法。
3、金屬絲與塊狀元件的焊接。采用激光焊接可以成功的實現金屬絲與塊狀元件的連接，塊狀元件的尺寸可以任意。在焊接中應注意絲狀元件的幾何尺寸。
4、不同金屬的焊接。焊接不同類型的金屬要解決可焊性與可焊參數范圍。不同材料之間的激光焊接只有某些特定的材料組合才有可能。 激光釬焊 有些元件的連接不宜采用激光熔焊，但可利用激光作為熱源，施行軟釬焊與硬釬焊，同樣具有激光熔焊的優點。采用釬焊的方式有多種，其中，激光軟釬焊主要用于印刷電路板的焊接，尤其實用于片狀元件組裝技術。
三、采用激光軟釬焊與其它方式相比有以下優點：
1、由于是局部加熱，元件不易產生熱損傷，熱影響區小，因此可在熱敏元件附近施行軟釬焊。
2、用非接觸加熱，熔化帶寬，不需要任何輔助工具，可在雙面印刷電路板上雙面元件裝備后加工。
3、重復操作穩定性好。焊劑對焊接工具污染小，且激光照射時間和輸出功率易于控制，激光釬焊成品率高。
4、激光束易于實現分光，可用半透鏡、反射鏡、棱鏡、掃描鏡等光學元件進行時間與空間分割，能實現多點同時對稱焊。
5、激光釬焊多用波長1.06um的激光作為熱源，可用光纖傳輸，因此可在常規方式不易焊接的部位進行加工，靈活性好。
6、聚焦性好，易于實現多工位裝置的自動化。
四、激光深熔焊：
1、冶金過程及工藝理論。 激光深熔焊冶金物理過程與電子束焊極為相似，即能量轉換機制是通過“小孔”結構來完成的。在足夠高的功率密度光束照射下，材料產生蒸發形成小孔。這個充滿蒸汽的小孔猶如一個黑體，幾乎全部吸收入射光線的能量，孔腔內平衡溫度達25000度左右。熱量從這個高溫孔腔外壁傳遞出來，使包圍著這個孔腔的金屬熔化。
展開 
激光焊接技術在玻璃上的應用
圖2：焊接結合層形貌
焊后玻璃端面切片圖顯示，采用新型激光焊接工藝進行焊接時，焊接融合區域并未呈現水滴狀，沒有出現頂部圓形空腔和底部線形結構微小空腔等焊接裂紋源缺陷，其中部熔融區域也未出現斷續未焊接成型的線形裂紋缺陷。進行焊接強度測試，材料在母材區域發生破裂，焊點未有脫落，焊縫具有較好的焊接強度。
總結和展望
采用特種激光光源，調節合適的焊接工藝參數，使玻璃材料非線性吸收激光，材料熔化后凝固，使兩塊透明玻璃在不添加焊料條件下形成牢固的焊接區，成功地實現了光學玻璃之間的直接焊接。光學玻璃焊接融合區域兩層材料融為一體，無明顯宏微觀裂紋，未呈現水滴狀，因此不存在頂部水滴狀圓形空腔及底部線形損傷區，交界面也未出現線形未融合，從而有效避免了裂紋源的產生，進行強度測試后焊點殘留在試樣表面，具有較高的連接強度。
近年來隨著5G、無線充電、光通信和芯片技術的飛速發展，玻璃材料以其電磁信號屏蔽低、硬度高、質量輕、成本低和適合大量化生產等突出優點，逐漸成為3C電子結構件（如手機玻璃機殼）、半導體器件（晶元與面板）、光學元器件和攝像頭模組的主流材料，玻璃激光焊接加工將迎來廣闊的應用前景。
展開 車身激光焊接是什么
激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。利用激光的高溫，將兩塊鋼板內的分子結構打亂，分子重新排列使得兩塊鋼板中的分子溶為一體。由于連續的激光焊接不需要像傳統點焊工藝那樣需要使用板材邊緣堆疊焊接，因此常被汽車廠家用于車頂與車身之間的焊接，具有美觀、隔音和密封性好的優點。
激光焊接只有焊縫達到足夠的長度時，抗拉強度才可以超過點焊，換句話說，由于激光焊接的抗拉強度受到了焊縫長度、熔寬等因素的影響，而點焊的抗拉強度也與焊點數量和間距等因素密切相關，因此單憑工藝名稱無法定論孰強孰弱。
如今激光焊接已經算不上什么尖端科技了，而真正決定是否選用激光焊接工藝，恐怕還是取決于廠家在車身結構設計、生產線布局和更新等方面的考量。因為激光焊接作業的毒害性和危險性都非常高，需要專門獨立且封閉的作業區域，因此老廠房添置該設備將面臨較大的困難。
在車輛制造的過程中，車門部分、門檻梁部分，甚至是后備廂蓋部分都可能應用到激光焊接，因此可以看到，激光焊接并非高深的技術，它只是白車身制造工序中，常見的一種基材間相互連接的方式。
展開 汽車行業加速升級，智造生產搶先一步 ——激光焊接智能化系統解決方案
在汽車制造中，采用高功率激光焊接技術可以提高產品設計的靈活性，提高生產效率，增強車身的剛度，提高產品質量和市場競爭力。作為我國基礎工業裝備及自動化裝備的主要供應商，一直以來，大族激光智能裝備集團金屬激光切割、焊接、焊裝、3D 打印、清洗等方面的技術水平在激光行業中遙遙領先，為汽車、工程機械、農業機械、電力、廚衛家具、家電、模具等行業提供助力。高功率激光焊接技術應用于汽車制造中的工藝主要有：高功率激光自熔焊接、高功率激光復合焊接技術、激光焊接焊縫跟蹤技術、高功率激光遠程焊接技術等。
高功率激光焊接工藝
高功率激光自熔焊接
當激光光斑照射到工件表面上的功率密度達到10
6W/cm
2 以上時，工件在激光的照射下被迅速加熱，其表面溫度在極短的時間內升高到沸點，使金屬熔化和汽化。在液態金屬中形成一個充滿金屬蒸汽的細長孔，當金屬蒸汽的反沖壓力與液態金屬的表面張力和重力平衡后，小孔不再繼續加深，形成一個深度穩定的小孔，小孔周圍就是焊接熔池，小孔隨著激光而移動，小孔閉合后便形成焊縫，實現激光自熔焊接。
激光自熔焊接，即焊接的兩部分或多個部分自身熔化并最終冷卻凝聚成一體，該焊接方式不需要添加輔助的焊劑或填料，完全利用工件自身材料熔接在一起。高功率激光自熔焊接廣泛應用于不同的行業，如汽車零部件行業中的安全氣囊氣體發生器、齒輪、汽車座椅零部件、減振器等多種產品。
高功率激光自熔焊接焊縫成形好，變形小，特別對于中薄板非常適合。而且焊接設備配置簡單，工藝相對比較容易掌握，被大量應用。
高功率激光復合焊接技術
激光復合焊接技術結合了激光焊和傳統氣體保護焊(電弧)兩者的優點。
展開 大眾汽車18套激光系統焊接技術揭秘
激光焊接零部件，零件焊接部位幾乎沒有變形，焊接速度快，而且不需要焊后熱處理，目前激光焊接零部件已經廣泛采用，常見于變速器齒輪、氣門挺桿、車門鉸鏈等。
目前，新的激光焊接有激光混合焊接技術、雙焦點激光焊接技術兩種。激光焊接運用于汽車可以降低車身重量、提高車身的裝配精度、增加車身的剛度、降低汽車車身制造過程中的沖壓和裝配成本，減少車身零件的數目同時將其整體化是非常必要的。
談到汽車行業運用激光焊接技術，我們最先想到的就是德國人，德國人最先把激光焊接技術運用于汽車。我們以寶馬和大眾為例可以看到，在20世紀90年代中期，BMW公司利用激光焊接機器人完成了BMW 5系列轎車的第一條焊縫，焊縫總長度達12m。到2003年7月，激光焊接焊縫的總長度累計達到150萬米。在新的激光焊接技術方案上，德國大眾Touran轎車就是一個很好的例證。在這一新型轎車中，激光焊點的數量達到了1400個、焊縫的總長度達70m。同時，奧迪也采用了激光焊接技術來焊接車身。在舒適、美觀的敞蓬轎車的生產中，VW公司的技術人員與奧地利的焊接專家Fronius公司合作研制開發了一種激光混合焊接技術。在高級敞蓬轎車的車門上，激光混合焊接焊縫的長度達到了35.7m，是純激光焊接焊縫長度的3倍。
在中國上市的一汽大眾生產的緊湊車型Sagitar，又叫速騰，即使是“小車”，可是速騰的激光焊接卻達到了30多米長。高爾夫的焊接長度方面，激光焊接也長達52.5m，Polo的全車身激光焊接總長度也達到6591mm。
在激光混合焊接技術上，德國大眾的材料專家認為：與純激光焊接技術相比，利用激光混合焊接技術可大大提高板金件縫隙的連接能力。從而使得VW公司可以更加充分地利用激光高速焊接時電弧焊接的工藝穩定性，大眾的Phaeton D1所有車門都采用激光-MIG復合焊。
展開 分析示例 | Simufact焊接工藝仿真變形精確預測汽車結構
同樣的方法，對側圍門框激光焊接工藝進行仿真，按照實際的工裝、焊接順序、焊接方向、焊接工藝參數，在Simufact welding建立焊接仿真模型，模型如下圖所示：
側圍門框激光焊接仿真模型
通過與實際物理試驗掃描結果對比，Simufact welding 焊接變形仿真結果與實際焊接變形非常接近，獲得了較高的仿真精度，大部分位置的變形誤差控制在10%以內，其中B 柱鉸鏈孔附近y向變形最大，預測結果為1.74mm，掃描結果為2.00mm，相對誤差13%，在仿真分析中，這個誤差也認為在合理的誤差內。這個仿真分析中沒有考慮鈑金沖壓成形產生的殘余應力、回彈、壁厚減薄等對焊接工藝的影響。Simufact welding可以與Simufact forming鈑金沖壓成形功能實現沖壓-焊接、焊接-沖壓等工藝鏈仿真，充分考慮了實際的制造工藝鏈。
側圍外板的Y向變形模擬結果與掃描結果對比
總 結
● 通過Simufact welding對熱成型B柱激光焊接過程進行分析，與實際掃描結果對比，仿真結果與實際結果一致性較好，驗證了Simufact welding焊接變形仿真分析的可靠性；
● 通過Simufact welding對白車身側圍外板激光焊接過程的仿真分析，與實際掃描結果對比，仿真結果與實際變形結果對應較好，再次驗證了Simufact welding焊接變形仿真分析的可靠性；
● 通過Simufact welding對焊接工藝過程的仿真，可以對焊接工藝參數、工裝夾具、焊接順序、焊接方向等進行仿真分析，可以對焊接變形、焊接殘余應力、熔池、熱影響區、相組織、溫度場等進行仿真分析，代替或減少物理試錯，節省人力、物力，縮短研發周期，助力焊接工藝開發。
展開 激光深熔焊接的原理及主要工藝參數
上述過程的所有這一切發生得如此快，使焊接速度很容易達到每分鐘數米。
2
激光深熔焊接的主要工藝參數
激光功率
激光焊接中存在一個激光能量密度閾值，低于此值，熔深很淺，一旦達到或超過此值，熔深會大幅度提高。只有當工件上的激光功率密度超過閾值（與材料有關），等離子體才會產生，這標志著穩定深熔焊的進行。如果激光功率低于此閾值，工件僅發生表面熔化，也即焊接以穩定熱傳導型進行。而當激光功率密度處于小孔形成的臨界條件附近時，深熔焊和傳導焊交替進行，成為不穩定焊接過程，導致熔深波動很大。激光深熔焊時，激光功率同時控制熔透深度和焊接速度。焊接的熔深直接與光束功率密度有關，且是入射光束功率和光束焦斑的函數。一般來說，對一定直徑的激光束，熔深隨著光束功率提高而增加。
光束焦斑
光束斑點大小是激光焊接的最重要變量之一，因為它決定功率密度。但對高功率激光來說，對它的測量是一個難題，盡管已經有很多間接測量技術。
光束焦點衍射極限光斑尺寸可以根據光衍射理論計算，但由于聚焦透鏡像差的存在，實際光斑要比計算值偏大。最簡單的實測方法是等溫度輪廓法，即用厚紙燒焦和穿透聚丙烯板后測量焦斑和穿孔直徑。這種方法要通過測量實踐，掌握好激光功率大小和光束作用的時間。
展開 PCBA組合板角搭焊盤的激光焊接工藝選擇
適合自動化 & 高密度PCB
角搭焊盤常存在微間隙，錫膏熔化后流動性更優，能充分填充不規則縫隙，錫膏通過預先涂覆，確保焊接一致性。而錫絲難以實現均勻潤濕。
3. 焊接可靠性更高
錫膏含助焊劑成分，潤濕性更好，熔化后能更均勻覆蓋焊盤，能有效降低氧化風險，提高焊點強度。錫絲焊接在垂直角度可能因重力影響導致焊料流動不均。
4. 減少熱損傷、飛濺風險
激光錫膏焊接可精準控溫，局部加熱，專用防濺錫膏配方可抑制錫珠飛散，避免電路短路風險（傳統錫絲焊接易因熱沖擊濺射，長時間接觸導致的PCB或元件熱損傷等）。
四、激光錫膏焊接系統：模塊化智能制造的典范
現代激光錫焊設備已超越單一工具范疇，進化為全流程解決方案。以紫宸激光設備為例，其技術突破點在于：
·多功能協同工作：從自動上料、視覺定位、錫膏印刷、激光焊接到AOI檢測，各模塊可獨立運行或柔性組合。當產線切換產品型號時，僅需更換程序模塊，2小時內完成轉產。
·溫度-功率智能控制：通過焊接頭內置紅外傳感器與激光器功率反饋，動態調整輸出。在焊接PCBA鍍金引腳時，將溫度波動控制在±5℃內，避免虛焊或基板碳化。
·三維路徑規劃：針對異形角搭焊盤（如方向盤按鍵板的曲面連接、游戲控制手柄），軟件自動生成最佳入射角度與光斑軌跡，補償因高度差導致的能量衰減。
總結
激光錫膏焊接是PCBA角搭焊接的理想選擇，其高精度、靈活性和自動化優勢顯著提升焊接質量與效率。實際應用中需優化錫膏涂布精度、激光參數及溫度監控，以充分發揮工藝潛力。紫宸激光焊錫機將持續深研精密技術，進一步拓展至5G通信、可穿戴設備等前沿領域 。
展開 
設計仿真 | Simufact焊接工藝仿真變形精確預測汽車結構
焊接是汽車制造過程中一個關鍵環節，白車身、發動機、底盤和變速箱等都離不開焊接工藝的應用，主要涉及氣保焊、電阻點焊、激光焊、電子束焊等多種焊接工藝。由于汽車車型眾多、成形結構復雜、汽車制造質量、效率、成本等方面的綜合要求。如何高效、低成本的研發出合理的焊接工藝，對焊接工藝工程師無疑是個巨大的挑戰。
傳統的焊接工藝開發，需要依靠工藝開發經驗以及大量試驗數據的積累，而對于新的焊接工藝開發，需要借助多次試錯經驗來獲取符合產品質量要求的工藝，但制定的工藝有沒有更佳的替代方案，這個有待進一步考證。在試錯過程中，實際數據的測量也是一個重大的挑戰。
展開 設計仿真 | Simufact焊接工藝仿真變形精確預測汽車結構
同樣的方法，對側圍門框激光焊接工藝進行仿真，按照實際的工裝、焊接順序、焊接方向、焊接工藝參數，在Simufact welding建立焊接仿真模型，模型如下圖所示：
側圍門框激光焊接仿真模型
通過與實際物理試驗掃描結果對比，Simufact welding 焊接變形仿真結果與實際焊接變形非常接近，獲得了較高的仿真精度，大部分位置的變形誤差控制在10%以內，其中B 柱鉸鏈孔附近y向變形最大，預測結果為1.74mm，掃描結果為2.00mm，相對誤差13%，在仿真分析中，這個誤差也認為在合理的誤差內。這個仿真分析中沒有考慮鈑金沖壓成形產生的殘余應力、回彈、壁厚減薄等對焊接工藝的影響。Simufact welding可以與Simufact forming鈑金沖壓成形功能實現沖壓-焊接、焊接-沖壓等工藝鏈仿真，充分考慮了實際的制造工藝鏈。
展開 TiO2活性劑對不銹鋼激光焊接等離子體聲發射效應的影響
權雯雯等人[4]研究了活性劑對低功率Nd:YAG脈沖激光焊接不銹鋼板焊縫熔深的影響，結果表明，熔深增加的主要原因是活性劑提高了激光的吸收率. 孫昊等人[5,6]研究了活性劑對鎂合金YAG激光焊接過程的影響，結果表明，激光焊縫熔深增加的主要原因是活性劑微細粉末在激光作用初期增加對激光能量的吸收率.
在脈沖YAG激光焊接過程中，雖然由于激光波長短，且逆韌致吸收降低，使激光等離子體對激光能量吸收的影響降低，材料對激光能量的吸收率得以提升.
但由于受激光能量作用產生顯著的金屬蒸發及其部分電離，從而形成一種“等離子體羽”，同樣可能影響材料對激光能量的吸收.
文中利用結構負載聲發射(AE)檢測技術實時檢測活性脈沖激光焊接過程中的聲發射信號，借助對等離子體聲發射信號的分析研究活性脈沖激光焊接的機理.
1 試驗方法
焊接試驗所采用的焊接設備為脈沖YAG激光焊機，焊接的材料為4
mm厚304不銹鋼，焊接方式為表面堆焊. 采用的激光焊接工藝參數為：脈沖峰值4.5 kW，脈寬6 ms，脈沖頻率20 Hz，焊接速度10
mm/s，保護氣體為氬氣，氣流量為10 L/min. 為了獲得不同的焊接傳熱效應，在-2～2 mm之間按照等差原則選擇了5種不同的離焦量.
進行活性焊前，將TiO2粉末用丙酮溶劑混合均勻，并涂覆于待焊材料表面，待丙酮揮發后進行脈沖激光焊接.
焊接過程中，由于高能量密度的激光束集中作用，被焊接材料吸收激光能量轉化為熱能.
隨著激光作用能量的不同，材料被焊接區發生不同物態變化，包括熔化、氣化，并進而形成小孔效應，產生等離子體.
當熔深達到一定深度，等離子體由小孔噴射出來時，產生的壓力波會激發出聲發射信號，并以空氣或材料為載體進行傳播.
研究中，對不同傳熱效應下的等離子體聲發射信號進行檢測，以獲取脈沖激光焊接過程能量作用特征.
展開 激光焊接基本知識
首先，什么是激光？世界上的第一個激光束于1960年利用閃光燈泡激發紅寶石晶粒所產生，因受限于晶體的熱容量，只能產生很短暫的脈沖光束且頻率很低。雖然瞬間脈沖峰值能量可高達106瓦，但仍屬于低能量輸出。
激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技術應用的重要方面之一。20世紀70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接過程屬熱傳導型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導向內部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復頻率等參數，使工件熔化，形成特定的熔池
下圖是激光焊接的工作原理：
激光技術采用偏光鏡反射激光產生的光束使其集中在聚焦裝置中產生巨大能量的光束，假如焦點靠近工件，工件就會在幾毫秒內熔化和蒸發，這一效應可用于焊接工藝高 功率CO2及高功率YAG激光器的出現，開辟了激光焊接的新領域。激光焊接設備的關鍵是大功率激光器，主要有兩大類，一類是固體激光器，又稱Nd:YAG 激光器。Nd（釹）是一種稀土族元素，YAG代表釔鋁柘榴石，晶體結構與紅寶石相似。Nd:YAG激光器波長為1.06μm，主要優點是產生的光束可以通 過光纖傳送，因此可以省往復雜的光束傳送系統，適用于柔性制造系統或遠程加工，通常用于焊接精度要求比較高的工件。汽車產業常用輸出功率為3-4千瓦的 Nd:YAG激光器。另一類是氣體激光器，又稱CO2激光器，分子氣體作工作介質，產生均勻為10.6μm的紅外激光，可以連續工作并輸出很高的功率，標 準激光功率在2-5千瓦之間。
與其它傳統焊接技術相比，激光焊接的主要優點是：
1、速度快、深度大、變形小。
2、能在室溫或特殊條件下進行焊接，焊接設備裝置簡單。
展開 