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在每個行業中，都在設計，重新設計或重新評估產品，以獲得更好的材料或功能。zui終產品由許多組件組成，這些組件需要以某種方式結合在一起。這些連接方法之一是激光焊接機。

激光焊接使用高強度光束來創建熔融焊池，以將材料融合在一起。這是一種非接觸式工藝，相對于其他熔合工藝而言，熱量輸入低，加工速度高，并且一次通過即可產生較深的熔合區。

當然，為了充分利用所有這些好處并確保高質量，可重復的過程，制造商需要考慮將激光焊接與其他熔焊工藝相比如何。關節和夾具設計也起作用。與任何金屬制造技術一樣，明智的實施始于對過程基本原理的充分理解。

激光焊接101

激光焊接使用的光束聚焦到工件上的一個小點。從某種形式的介質中產生的光從激光源射出并開始發散。然后將其準直，以使光束平行且不會增長。從出口到準直表面的距離稱為準直長度。光束保持準直狀態，直到碰到聚焦表面。然后，光束變窄為沙漏形，直到聚焦到zui小點。從焦點表面到zui小點的距離稱為焦距。焦點的大小由以下公式確定：纖維直徑×焦距/準直長度=焦點直徑

焦點直徑在焦點區域的86％以內的距離稱為焦點深度。如果焦點位置移到該區域之外，則預期處理結果將發生變化。焦距與準直長度之比越大，對于給定的光纖，焦深就越大。

與較小的纖維直徑相比，較大的纖維具有較大的聚焦深度。較大的比率和纖維具有較大的斑點尺寸，這導致功率密度降低，因此穿透率降低。

激光焊接有兩種形式：導熱焊接和鎖孔焊接。在熱傳導焊接中，激光束沿共同的接頭熔化配合部分，熔融材料一起流動并固化形成焊縫。用于連接薄壁零件的熱傳導焊接使用脈沖或連續波固態激光器。

在熱傳導焊接中，能量僅通過熱傳導耦合到工件中。因此，焊接深度范圍僅為十分之幾毫米至1毫米。材料的導熱性限制了zui大焊接深度，并且焊接寬度始終大于其深度。導熱激光焊接用于設備外殼可見表面的角焊以及電子產品中的其他應用。

鎖孔焊接需要極高的功率密度，約為每平方厘米1兆瓦。它用于需要深層焊接或必須同時焊接幾層材料的應用中。

在此過程中，激光束不僅會熔化金屬，還會產生蒸汽。耗散的蒸氣將壓力施加到熔融金屬上并部分置換。同時，材料繼續熔化。結果是一個深的，狹窄的，充滿蒸汽的孔或鎖孔，被熔融金屬包圍。

當激光束沿著焊接接頭前進時，鎖孔隨其移動穿過工件。熔融金屬在小孔周圍流動并在小孔中凝固。這樣就產生了具有均勻內部結構的深而窄的焊縫。焊接深度可能超過焊接寬度的10倍。熔融材料幾乎完全吸收了激光束，從而提高了焊接過程的效率。鎖孔中的蒸氣也吸收激光并被部分電離。這導致形成等離子體，等離子體也將能量注入到工件中。結果，深穿透焊接的特點是效率高，焊接速度快。得益于高速，熱影響區（HAZ）很小，變形最小。

熔焊比較

與其他工藝相比，激光焊接在一次通過中可提供zui高的焊接質量，zui低的熱量輸入和zui高的熔深。它具有zui高范圍的材料組合和零件幾何形狀之一，具有極高的可控制性和可重復性，并且是最容易實現自動化的一種。所有這些都允許進行新的接頭設計，并且零件的焊接后加工少，從而可以提高生產率。

激光焊接還具有zui高的初始投資，工具成本和焊接接頭裝配要求之一，在選擇激光焊接作為生產過程的連接方法時必須考慮這些因素。