激光焊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，在20世紀60年代才用于實踐。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也大幾個數量級。基于激光有上述特點，它已經成為一種十分理想的焊接和切割的熱源。

1. 激光焊特點

與一般的焊接方法相比，激光焊有以下一些特點。

  ①. 聚焦后的激光具有很高的功率密度，焊接以深熔方式進行。

  ②. 激光的加熱范圍小（＜1mm),熱量集中，焊接速度提高，使焊接殘余應力和焊后擦浴變形減小。

  ③. 激光能反射、透射，在空間傳播相當距離后能量衰減很小，可以進行遠距離或一些難以接近部位的焊接。

  ④. 與電子束焊接相比，激光焊不需要真空室，也不會產生X射線，但可以焊接厚度比電子束焊小，且大功率激光發射器的結構比電子束更為復雜，一次性投資更高。

2. 激光焊的焊接藝

  ①. 接頭形式

 圖3-7所示為固體激光點焊典型焊接接頭形式，二氧化碳激光焊焊接接頭形式見圖3-8.通常采用對接接頭形式。裝配時必須施加一個裝配壓力，使得焊件之間的間隙越小越好。

  ②. 激光焊的焊接參數

 激光焊的焊接參數與激光功率、氣體保護、離焦量、光斑直徑。焊接速度、脈沖寬度、脈沖頻率等均有關。其中氣體保護用氨能使熔深加深，如果在氦氣里加少量氬氣或氧氣更能進一步提高熔深。

  保護氣體的作用：a. 保護焊接接頭不被空氣污染。保護氣體一般都用惰性氣體，或為提高熔深在惰性氣體中加入少量氧氣。b. 保護聚焦透鏡。因為在焊接過程中會產生金屬蒸氣，以及液體金屬的濺射。這樣產生的金屬蒸氣以及濺射的液體金屬會污染聚焦透鏡，但焊接區里以一定速度流向工件的保護氣體會將蒸氣以及濺射物帶向焊件，從而防止污染聚焦透鏡。c.驅散等離子的屏障。金屬蒸氣吸收激光束電離成等離子體云，金屬蒸氣周圍的保護氣體也會受熱電離。如果把保護氣體吹向焊接區，等離子云就會被抑制。

  離焦量：按照幾何光學理論，當正負離焦量相等時，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。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。

  光斑直徑：光束斑點大小是激光焊的重要變量之一，因為它決定功率密度。

  焊接速度：在焊接薄材料時，使用正離焦。在激光功率、脈沖頻率、脈沖寬度不變的情況下，焊接速度減小，焊縫的寬度也變窄，同時焊縫也變得均勻，沒有明顯的魚鱗狀。

  脈沖寬度：焊接薄板時，使用正離焦。在激光功率、脈沖頻率、焊接速度不變的情況下脈沖寬度增大時，焊縫寬度隨時減小。焊縫比較均勻，沒有明顯的凹凸。因為熱影響區與脈寬有關，脈寬越寬，熱影響區越大，由此可見，增大脈沖寬度雖有利于獲得較窄的焊縫，但同時卻增大了熱影響區，因此在實際焊接中要根據實際需要選擇合理的脈沖寬度。

  脈沖頻率：在焊接薄件時，使用正離焦。在激光功率、脈沖頻率、焊接速度不變的情況下，脈沖頻率減小時，焊縫金屬更均勻，魚鱗結構變得細化。

   采用功率為500W、最大功率密度為5.7x105W/c㎡的YAG激光可實現厚度為1mm的18-8奧氏體不銹鋼的激光焊接。單面焊接時深度可達到0.5mm左右，因此采用雙面焊可保證不銹鋼能焊透。焊接速度、脈沖寬度以及脈沖頻率是影響焊縫形貌的主要因素。三者最佳組合是焊接速度不高于2mm/s,脈沖寬度為0.3ms,脈沖頻率為9Hz。

 激光焊的焊接參數：用激光焊焊接奧氏體不銹鋼時，從薄板到中厚度（0.1~12mm),均可達到性能良好，且焊接接頭外觀成形美觀的目的。表3-29 給出了用脈沖激光焊焊接301不銹鋼絲與絲的焊接參數及接頭性能，表3-30為二氧化碳激光焊焊接不銹鋼的焊接參數。

 表3-29 用脈沖激光焊焊接301不銹鋼絲與絲的焊接參數及接斗性能

注：302不銹鋼相當于我國1Cr18Ni9鋼；321不銹鋼相當于我國0Cr18Ni10Ti鋼；17-7PH不銹鋼相當于我國0Cr17Ni7A1鋼。