目前，寶馬、奔馳等一些高端車型已經采用了激光焊接技術，例如汽車大燈罩的焊接，目前已經在寶馬、奔馳的一些高端車型上得到應用。激光焊接的大燈罩表面光滑，無顆粒感，即使在高速行駛時也能保證穩定性和密封性。

一般來說，激光焊接分為金屬焊接和非金屬焊接。本文主要講解“激光焊接的工作原理”，主要針對金屬激光焊接。

1.什么是激光焊接？

激光焊接是一種將光能轉化為熱能，使被焊接材料在局部區域內迅速熔化，然后瞬間冷卻凝固，形成永久焊縫的方法。

由于激光焊接是一種非接觸式焊接工藝，只要引入激光熱能，即使是很窄的間隙也能進行焊接，與傳統焊接相比，激光焊接可以大大提高精密焊接的質量。

提示：

激光焊接金屬時，建議焊接同一類型的金屬，因為相似的金屬具有相同的熔點。

雖然有時不同的金屬可以焊接，但需要根據其物理和化學性質進行焊接工藝測試，以達到zui佳的激光焊接效果。

要了解激光焊接的工作原理，必須先介紹一下常見的激光器類型。常見的激光器類型按波長分類：

• 光纖激光器（1060–10800 nm）
• 紫外線 (UV) 激光器（波長 < 400 nm），
• 可見激光（波長 400–760 nm）
• 近紅外激光器（760-2500納米）。

當涉及焊接碳鋼和不銹鋼等金屬時，在這些類型的激光器中，工作波長為 1060–1080 nm 的光纖激光器通常是shou選。

在室溫下，這些材料對光纖激光的吸收率約為30%至50%。此外，與其他波長的激光器相比，同等功率水平下光纖激光器的成本效益顯著提高。

雖然紫外激光器在金屬中的吸收率更高，但其價格昂貴得多，且難以擴展到高功率，因此在標準焊接應用中不太實用。光纖激光器兼具合理的吸收率和經濟實惠的優勢，使其成為碳鋼和不銹鋼焊接的shou選。

3.激光焊接如何工作？

3.1 激光焊接的工作原理——焊接薄板

當激光焊接金屬材料（例如不銹鋼）時，激光束會立即加熱金屬。

能量通過熱傳導傳遞，熔化表面金屬，形成淺熔池，深度小于0.9毫米。

當激光手動或機械移動時，不銹鋼迅速冷卻，形成連接兩種材料的焊縫。

3.2 激光焊接的工作原理 中厚板焊接

在這種情況下，需要高功率激光器（功率密度 > 10? W/cm2）。

激光束瞬間將不銹鋼加熱至 2200–2500°C，使其蒸發并形成等離子羽流。

當光束移動時，它會將熔融的金屬推到一邊，形成一個鎖孔—類似鑰匙孔的液體腔。

這種匙孔效應至關重要。隨著激光的推進，熔融金屬不斷填充匙孔后面的空間，形成連續的焊縫。

激光焊接過程中的加熱（毫秒級）和冷卻（103–10? °C/s）速度極快。因此，焊接部件通常無需額外冷卻，可直接進入下一個加工步驟，從而顯著縮短生產時間。

典型激光束的直徑范圍為0.05至0.1毫米，通常在不銹鋼表面形成約1至1.5毫米的焊點。然而，在實際生產中，通常需要3至5毫米的焊縫寬度來增強接頭強度或充分覆蓋兩塊金屬之間的間隙。為了實現這種更寬的焊縫，人們采用了振蕩激光焊接。

如下圖所示：

在此過程中，激光束由振鏡驅動，在小區域內振蕩，形成諸如圓形或1字形等圖案。這種運動使激光能夠在更大區域內多次重熔金屬，從而提高小孔的穩定性，并促進熔池中氣體的逸出。最終，孔隙率得以降低，焊縫質量得以提升。通過振蕩，焊縫寬度可以從不到3毫米增加到4毫米以上。如果配合送絲，甚至可以實現5-XNUMX毫米的焊縫寬度。

激光焊接憑借其高精度、高速度和高靈活性，已成為現代工業制造中不可或缺的技術。從精密的醫療器械部件到堅固的汽車應用，激光焊接在連接各種材料方面都表現出色。

以上解釋了激光焊接的工作原理。希望這些信息對您有所幫助。

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