激光深熔焊接的主要工艺参数

激光焊接工艺参数激光焊接是一种高效、高质量、非接触的焊接方法，广泛应用于精密零件的制造、电子产品的组装、汽车工业、航空航天等领域。

激光焊接工艺参数对焊接质量和效率起着重要的影响。

下面将介绍一些常用的激光焊接工艺参数。

1.激光功率：激光焊接的功率决定了熔池的温度和熔化的能量。

功率过高会导致焊缝过深、过宽，功率过低则影响焊接质量。

根据不同材料和焊接要求，选择合适的激光功率，通常在几百瓦到几千瓦之间。

2.焦距：焦距是指激光束通过聚焦镜后在焊接部位形成的焦点与工件表面之间的距离。

焦距的选择与焊接材料的厚度、焊枪的设计、激光束的直径等因素相关。

焦距过大会导致焊接深度不够，焦距过小则容易引起溅射和熔洞。

3.光斑直径：光斑直径影响焊缝的宽度和深度。

通常情况下，焊接深度正比于光斑直径的平方。

选择合适的光斑直径可以控制焊缝的大小和形状。

4.扫描速度：扫描速度是指焊接头在工件上移动的速度。

扫描速度的选择要根据焊接材料的导热性和热膨胀系数来确定。

过高的扫描速度可能导致焊缝无法充分熔化，过低的扫描速度则容易引起过热和熔洞。

5.激光脉冲频率：激光脉冲频率决定了激光束的脉冲数。

较低的脉冲频率可以增加焊缝的深度，较高的脉冲频率则可以增加焊缝的宽度。

根据焊接要求选择合适的脉冲频率。

6.各向异性系数：各向异性系数是指焊接材料在激光束照射下沿不同方向扩散的能力。

不同金属材料的各向异性系数差异较大，选择合适的激光焊接参数可以减小焊缝形状的变化。

7.激光束模式：激光束的光斑形状可以通过调整激光器的谐振腔或使用适当的光学元件来改变。

常见的激光束模式包括高斯模式、倍高斯模式和束团模式等。

不同的光斑形状对焊接质量和效率有影响。

总结起来，激光焊接工艺参数包括激光功率、焦距、光斑直径、扫描速度、激光脉冲频率、各向异性系数和激光束模式等。

通过合理地选择这些参数，可以实现高质量、高效率的激光焊接。

激光深熔焊接的主要工艺参数1.激光功率激光功率是指激光输出的功率大小。

激光功率的选择应根据材料的类型、厚度和焊接速度等因素进行调整。

功率过低会导致无法完全融化焊缝，形成不良的焊接缺陷；功率过高会使焊缝产生过多的热影响区，导致焊缝变形和质量降低。

因此，激光功率的选择应根据焊接要求进行合理调节。

2.焦斑大小焦斑大小是指激光束在焊接材料表面形成的点状或圆形热源的直径。

焦斑大小的选择应根据焊接材料的类型和厚度进行调整。

焦斑过大会导致焊接热输入过大，造成材料的过热和烧穿现象；焦斑过小会导致焊接速度降低、焊缝长度增加，降低焊接效率。

因此，合理选择焦斑大小可以提高焊接质量和效率。

3.焦距焦距是指激光焦点到工件表面的距离。

焦距的选择应根据焊接材料的类型、厚度和焦斑大小进行调整。

焦距过小会导致焊接过程中激光束发散，焦点变大，影响焊缝质量；焦距过大会使激光束发散度增加，焦斑变大，导致焊缝质量下降。

因此，选择合适的焦距可以提高焊接质量和效率。

4.焦点位置焦点位置是指激光焦点相对于焊接材料表面的位置。

焦点位置的选择应根据焊接材料的类型、厚度和焦斑大小进行调整。

焦点位置过高会使激光热输入不够，焊缝没有完全熔化；焦点位置过低会导致焊接热输入过大，材料出现烧穿和变形现象。

因此，选择合适的焦点位置可以保证焊接质量和效率。

5.激光扫描速度激光扫描速度是指激光束在焊接过程中的移动速度。

激光扫描速度的选择应根据焊接材料的类型、厚度和焦斑大小进行调整。

扫描速度过慢会使焊缝长度增加，降低焊接效率；扫描速度过快会导致焊接热输入不够，焊缝没有完全熔化。

因此，选择适当的激光扫描速度可以提高焊接质量和效率。

6.气体保护气体保护是指在激光焊接过程中向焊缝区域供应保护气体，主要用于防止焊缝区域氧化和污染。

常用的保护气体有氩气、氮气和二氧化碳等。

优化气体保护可以改善焊缝质量并防止焊缝氧化。

因此，通过合理调节激光功率、焦斑大小、焦距、焦点位置、激光扫描速度和气体保护等工艺参数，可以实现激光深熔焊接的高质量和高效率。

激光焊接的工艺参数及特性分析讲解激光焊接是一种高能量密度激光束对焊接材料表面的作用，通过将激光束转化为热能，快速熔化并凝固焊缝来实现材料的连接。

激光焊接具有高耦合性、无接触和非传导性等特点，因此在许多领域得到广泛应用。

本文将对激光焊接的工艺参数及特性进行分析和讲解。

激光焊接的工艺参数主要包括激光功率、激光束面积、焦距、焊接速度和焊接气体等。

其中，激光功率是指单位时间内激光束所携带的能量，对焊接效果起到重要作用。

激光功率过低会导致焊缝不完全熔透，功率过高则容易产生毛刺。

激光束面积与焦距的选择会直接影响到焊接区域的集中度，过小会导致焊缝质量不稳定，过大则会降低焊接深度。

焊接速度决定了焊接过程中激光束的作用时间，过慢会导致过量热输入，过快则会影响焊缝的质量。

焊接气体的选择和流量控制对焊接质量也有着重要影响，一方面可以提供保护气氛，防止焊缝氧化或与空气中的杂质反应；另一方面可以有效盖住激光束与材料的相互作用。

激光焊接的特性分析主要包括焊接速度、热输入、焊缝形貌和焊接缺陷等。

焊接速度是决定焊接效果的重要因素之一，其取值应根据材料的熔化温度和焊缝的质量要求进行合理选择。

热输入则是指焊接过程中单位长度内传递给焊接区域的能量，直接影响着焊缝的熔透度和凝固组织。

热输入过小会导致焊缝凝固不完全，热输入过大则易产生裂纹和变形等缺陷。

焊缝形貌与焊接参数密切相关，激光焊接通常能够产生较窄而深的焊缝，焊缝形貌的良好与否直接关系到焊接质量。

焊接缺陷主要包括焊接裂纹、焊接变形和焊接缺陷等，这些缺陷的产生通常与焊接参数的选择不当和焊接材料的特性有关。

总之，激光焊接的工艺参数及特性对焊接质量起着至关重要的影响。

合理选择并控制这些参数可以提高焊接效率和质量，确保焊接结果符合设计要求。

因此，在实际应用中需要综合考虑各个参数之间的关系，通过优化调整，找到最佳的参数组合，从而实现高质量的激光焊接。

激光焊接原理与主要工艺参数作者:opticsky 日期:2006-12-01字体大小: 小中大1．激光焊接原理激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。

功率密度小于104~105 W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107 W/cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。

其中热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。

用于齿轮焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。

下面重点介绍激光深熔焊接的原理。

激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。

在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。

这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达2500 0C左右，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。

小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。

孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。

光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。

就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。

上述过程的所有这一切发生得如此快，使焊接速度很容易达到每分钟数米。

2. 激光深熔焊接的主要工艺参数1激光功率。

激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。

激光焊接工艺方法和技术激光焊接是激光加工材料加工技术应用的重要方面之一。

70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属于热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。

由于激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接方法，随着高功率CO2和高功率的YAG 激光器以及光纤传输技术的完善、金属钼焊接聚束物镜等的研制成功，使其在机械制造、航空航天、汽车工业、粉末冶金、生物医学微电子行业等领域的应用越来越广。

一、激光焊接的工艺参数。

1、功率密度。

功率密度是激光加工中最关键的参数之一。

采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。

因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。

对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。

因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/cm2。

2、激光脉冲波形。

激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。

当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。

在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。

3、激光脉冲宽度。

脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。

4、离焦量对焊接质量的影响。

激光焊接通常需要一定的离做文章一，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。

离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀。

离焦方式有两种：正离焦与负离焦。

焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。

按几何光学理论，当正负离做文章一相等时，所对应平面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状不同。

负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。

激光焊接工艺参数解析激光焊接因具有高能量密度、深穿透、高精度、适应性强等优点而受到航空航天、机械、电子、汽车、造船和核能工程等领域的普遍重视。

尤其在汽车生产中，无论是车身组装还是汽车零部件的生产，激光焊接都得到了广泛的应用。

据有关资料统计，欧美工业发达国家50%~70%的汽车零部件都是用激光加工完成的，其中主要以激光焊接和切割为主,激光焊接在汽车生产中已成为标准工艺。

影响激光焊接质量的工艺参数比较多，如功率密度、光束特性、离焦量、焊接速度、激光脉冲波形和辅助吹气等。

功率密度功率密度是激光焊接中最关键的参数之一。

采用较高的功率密度，在几秒或几微秒时间内，可迅速将金属加热至熔点，形成良好的熔融焊接。

激光光束的聚焦光斑直径与激光器输出光束的模式密切相关，模式越低，聚焦后的光点越小，焊缝越窄，热影响区越小。

Nd：YAG固体激光器的光束模式为TEMOO o激光脉冲波形激光脉冲波形在激光焊接中十分重要（尤其是对薄片焊接）。

当高强度激光束射至材料表面时，金属表面将会有60%~90%的激光能量因反射而损失掉，且反射率随表面温度不同而改变。

在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大，例如正弦波，适用于散热快的工件，飞溅小但熔深浅；方波适用于散热慢的工件，飞溅大但熔深大。

通过快速渐升、渐降功率的调整，可使焊件防止激光功率开关瞬间突开、突闭造成的焊缝起始气孔和收尾弧坑裂纹缺陷。

离焦量离焦量是指工件表面偏离焦平面的距离。

离焦位置直接影响拼焊时的小孔效应。

离焦方式有两种：正离焦和负离焦。

焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。

当正负离焦量相等时，所对应平面的功率密度近似一样，但实际上所获得的熔池形状不同。

负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。

实验说明，激光加热50-200μs时材料开始熔化，形成液相金属并出现部分汽化，形成高压蒸气,并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。

与此同时，高浓度气体使液相金属运动至熔池边缘，在熔池中心形成凹陷。

（一）激光深熔焊接的主要工艺参数1)激光功率。

激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。

只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等离子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行。

如果激光功率低于此阈值，工件仅发生表面熔化，也即焊接以稳定热传导型进行。

而当激光功率密度处于小孔形成的临界条件附近时，深熔焊和传导焊交替进行，成为不稳定焊接过程，导致熔深波动很大。

激光深熔焊时，激光功率同时控制熔透深度和焊接速度。

焊接的熔深直接与光束功率密度有关，且是入射光束功率和光束焦斑的函数。

一般来说，对一定直径的激光束，熔深随着光束功率提高而增加。

2)光束焦斑。

光束斑点大小是激光焊接的最重要变量之一，因为它决定功率密度。

但对高功率激光来说，对它的测量是一个难题，尽管已经有很多间接测量技术。

光束焦点衍射极限光斑尺寸可以根据光衍射理论计算，但由于聚焦透镜像差的存在，实际光斑要比计算值偏大。

最简单的实测方法是等温度轮廓法，即用厚纸烧焦和穿透聚丙烯板后测量焦斑和穿孔直径。

这种方法要通过测量实践，掌握好激光功率大小和光束作用的时间。

3)材料吸收值。

材料对激光的吸收取决于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、热导率、熔化温度、蒸发温度等，其中最重要的是吸收率。

影响材料对激光光束的吸收率的因素包括两个方面：首先是材料的电阻系数，经过对材料抛光表面的吸收率测量发现，材料吸收率与电阻系数的平方根成正比，而电阻系数又随温度而变化；其次，材料的表面状态（或者光洁度）对光束吸收率有较重要影响，从而对焊接效果产生明显作用。

CO2激光器的输出波长通常为10.6μm，陶瓷、玻璃、橡胶、塑料等非金属对它的吸收率在室温就很高，而金属材料在室温时对它的吸收很差，直到材料一旦熔化乃至气化，它的吸收才急剧增加。

采用表面涂层或表面生成氧化膜的方法，提高材料对光束的吸收很有效。

4)焊接速度。

焊接速度对熔深影响较大，提高速度会使熔深变浅，但速度过低又会导致材料过度熔化、工件焊穿。

激光焊接工艺参数讲解激光焊接工艺是一种使用高能量激光束将材料熔化并连接在一起的焊接技术。

它具有高能量密度、狭窄热影响区、快速熔化和凝固速度等优点，已广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

在激光焊接过程中，工艺参数的选择对焊缝质量和焊接效率有着重要影响。

下面将详细介绍几个关键的激光焊接工艺参数。

1.激光功率：激光功率是指激光器输出的功率，也是激光焊接中最为关键的参数之一、激光功率的选择应根据材料厚度、焊缝宽度等因素来确定。

功率过大会导致焊缝熔化过度，出现裂纹等缺陷；功率过小则无法达到理想的焊接效果。

2.激光波长：激光波长是指激光器产生的激光光束的波长，常用的波长有CO2激光器的10.6μm和固体激光器的1.06μm。

不同材料对激光波长的吸收情况不同，选择适当的波长可以提高焊接效果。

3.激光扫描速度：激光扫描速度是指激光束在焊接过程中的移动速度。

激光扫描速度的选择应根据焊接材料的导热性、热传导率等因素来确定。

过高的扫描速度会导致焊缝填充不充分，焊接质量下降；过低的扫描速度则会增加焊接时间和成本。

4.焦点位置：焦点位置是指激光束在焊接过程中的聚焦位置。

焦点位置的选择应根据焊接材料的厚度和要求等因素来确定。

焦点位置偏离太远会导致焊点变粗，焊缝变宽；焦点位置偏离太近则会导致焊点变细，焊缝变窄。

5.辅助气体：辅助气体是在焊接过程中用于保护焊缝和清洁焊接区域的气体。

常用的辅助气体有氩气、氮气等。

辅助气体的选择应根据材料的特性和焊接要求来确定。

6.脉冲频率：脉冲频率是指激光器输出激光束的频率。

脉冲频率的选择需要根据焊接材料的热导率、导热系数等因素来确定。

脉冲频率过高会导致焊接气孔增多，焊接质量下降；脉冲频率过低则会增加焊接时间。

以上是几个关键的激光焊接工艺参数的讲解。

在实际应用中，需要根据具体的焊接材料和要求来选择合适的工艺参数，以获得理想的焊接效果。

此外，还需要注意检查焊接设备的状态、保持焊接区域的干净和干燥等，以提高焊接质量和效率。

（一）激光深熔焊接的主要工艺参数1)激光功率。

激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。

只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等离子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行。

如果激光功率低于此阈值，工件仅发生表面熔化，也即焊接以稳定热传导型进行。

而当激光功率密度处于小孔形成的临界条件附近时，深熔焊和传导焊交替进行，成为不稳定焊接过程，导致熔深波动很大。

激光深熔焊时，激光功率同时控制熔透深度和焊接速度。

焊接的熔深直接与光束功率密度有关，且是入射光束功率和光束焦斑的函数。

一般来说，对一定直径的激光束，熔深随着光束功率提高而增加。

2)光束焦斑。

光束斑点大小是激光焊接的最重要变量之一，因为它决定功率密度。

但对高功率激光来说，对它的测量是一个难题，尽管已经有很多间接测量技术。

光束焦点衍射极限光斑尺寸可以根据光衍射理论计算，但由于聚焦透镜像差的存在，实际光斑要比计算值偏大。

最简单的实测方法是等温度轮廓法，即用厚纸烧焦和穿透聚丙烯板后测量焦斑和穿孔直径。

这种方法要通过测量实践，掌握好激光功率大小和光束作用的时间。

3)材料吸收值。

材料对激光的吸收取决于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、热导率、熔化温度、蒸发温度等，其中最重要的是吸收率。

影响材料对激光光束的吸收率的因素包括两个方面：首先是材料的电阻系数，经过对材料抛光表面的吸收率测量发现，材料吸收率与电阻系数的平方根成正比，而电阻系数又随温度而变化；其次，材料的表面状态（或者光洁度）对光束吸收率有较重要影响，从而对焊接效果产生明显作用。

CO2激光器的输出波长通常为10.6μm，陶瓷、玻璃、橡胶、塑料等非金属对它的吸收率在室温就很高，而金属材料在室温时对它的吸收很差，直到材料一旦熔化乃至气化，它的吸收才急剧增加。

采用表面涂层或表面生成氧化膜的方法，提高材料对光束的吸收很有效。

4)焊接速度。

焊接速度对熔深影响较大，提高速度会使熔深变浅，但速度过低又会导致材料过度熔化、工件焊穿。

激光焊接机的工艺参数以及方法是什么激光技术采用偏光镜反射激光，产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量。

如果焦点靠近工件，工件就会在几毫秒内熔化和蒸发，将这一效应用于焊接工艺，即为激光焊接。

目前应用在汽车上的激光焊接主要分为顶篷激光钎焊和车门激光熔焊两种工艺。

下面一起来了解一下。

1、功率密度。

功率密度是激光加工中最关键的参数之一。

采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。

因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。

对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。

因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/cm2。

2、激光脉冲波形。

激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。

当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。

在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。

3、激光脉冲宽度。

脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。

4、离焦量对焊接质量的影响。

激光焊接通常需要一定的离焦，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。

离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀。

离焦方式有两种：正离焦与负离焦。

焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。

按几何光学理论，当正负离做文章一相等时，所对应平面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状不同。

负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。

实验表明，激光加热50~200us材料开始熔化，形成液相金属并出现问分汽化，形成市压蒸汽，并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。

与此同时，高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘，在熔池中心形成凹陷。

当负离焦时，材料内部功率密度比表面还高，易形成更强的熔化、汽化，使光能向材料更深处传递。

激光焊接的工艺参数1、功率密度。

功率密度是激光加工中最关键的参数之一。

采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。

因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。

对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。

因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/cm2。

2、激光脉冲波形。

激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。

当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。

在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。

3、激光脉冲宽度。

脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。

4、离焦量对焊接质量的影响。

激光焊接通常需要一定的离焦，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。

离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀。

离焦方式有两种：正离焦与负离焦。

焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。

按几何光学理论，当正负离做文章一相等时，所对应平面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状不同。

负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。

实验表明，激光加热50~200us材料开始熔化，形成液相金属并出现问分汽化，形成市压蒸汽，并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。

与此同时，高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘，在熔池中心形成凹陷。

当负离焦时，材料内部功率密度比表面还高，易形成更强的熔化、汽化，使光能向材料更深处传递。

所以在实际应用中，当要求熔深较大时，采用负离焦；焊接薄材料时，宜用正离焦。

激光的焊接原理与主要实用工艺全参数激光焊接是一种利用激光束对材料进行加热并熔化，从而实现焊接的工艺。

它通过聚光器聚焦激光束，使其能量密度高度集中，可以快速加热和熔化焊接接头，达到焊接的目的。

激光焊接具有高能量密度、热影响区小、焊缝形状好、焊接速度快等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备、医疗器械等领域。

激光焊接的主要实用工艺参数包括激光功率、激光束模式、焦距、扫描速度、频率等。

激光功率是指激光器输出的功率大小，它直接影响焊接效果。

功率过低会导致焊缝不完全熔化，焊接强度低；功率过高会造成过度熔化和材料脱焊。

因此，选择合适的功率对于激光焊接至关重要。

激光束模式是指激光束的激光光斑形状，常见的有高斯模式和顶帽模式。

高斯模式的激光光斑能量密度分布均匀，焊接效果较好；顶帽模式能量密度中心较高，适用于一些需要高能量密度局部熔化的焊接。

焦距是指聚焦系统中的聚焦镜离焊接接头的距离。

焦距的选择会直接影响激光束的聚焦效果，焦距过大会造成能量集中不够，焊接效果不好；焦距过小会造成聚焦区域过小，焊接速度降低。

扫描速度是指焊接头在焊接过程中的移动速度。

一般来说，激光焊接的扫描速度应适中，过快会导致材料没有充分熔化，焊接质量下降；过慢则可能造成熔池过大、焊缝变宽等问题。

频率是指激光脉冲的频率。

调整频率可以改变激光束的热输入和热传导，从而影响焊缝的形状和质量。

较高的频率能够得到较小的焊缝尺寸，但焊接速度会降低。

此外，还有一些重要的工艺参数需要注意，如气体保护、焊接速度控制、预热等。

气体保护可以保护焊接接头，防止氧气和水蒸气引起的气孔和氧化，常用的气体有氩气和氮气。

焊接速度控制可以控制焊接头的移动速度，保证焊接质量的一致性。

预热可以提高焊接接头的温度，减少热应力和变形，提高焊接质量。

总之，激光焊接作为一种高效、高精度的焊接工艺，具有很大的应用潜力。

在实际应用中，根据具体材料和焊接要求选择合适的激光功率、激光束模式、焦距、扫描速度、频率等参数，能够实现高质量的焊接。

1．激光焊接原理激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。

功率密度小于104~105 W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107 W/cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。

其中热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。

用于齿轮焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。

下面重点介绍激光深熔焊接的原理。

激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。

在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。

这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达2500 0C左右，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。

小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。

孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。

光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。

就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。

上述过程的所有这一切发生得如此快，使焊接速度很容易达到每分钟数米。

2. 激光深熔焊接的主要工艺参数1)激光功率。

激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。

只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等离子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行。

激光焊接的工艺参数激光焊接是一种高能聚焦激光束将材料加热到熔化或半熔化状态并进行焊接的工艺。

激光焊接工艺参数的选择对焊接质量和效率起着至关重要的作用。

下面将从激光功率、激光束聚焦方式、焊接速度、焊缝形状和焊接气体等方面介绍激光焊接的工艺参数。

激光功率是激光焊接中最重要的工艺参数之一、激光功率的选择应根据焊接材料的种类和厚度进行确定。

一般来说，对于较薄的材料，使用较低的激光功率可以防止热输入过大引起的变形和气孔等缺陷。

而对于较厚的材料，需要使用较高的激光功率来提供足够的热能来熔化材料。

激光功率的选择也会影响焊接速度和焊缝形状，通常应进行综合考虑。

激光束聚焦方式也是激光焊接中的重要参数之一、常见的激光束聚焦方式有点焦聚焦和线焦聚焦两种。

点焦聚焦具有激光功率密度高、焊缝熔深大的优点，适用于焊接较薄的材料。

线焦聚焦具有焊缝宽度大、焊接速度快的优点，适用于焊接较厚的材料。

选择合适的激光束聚焦方式可以提高焊接质量和效率。

焊接速度是指激光焊接过程中激光束移动的速度。

焊接速度的选择应根据焊接材料的种类和厚度、激光功率和焊缝形状等因素进行确定。

焊接速度过快会导致熔池不稳定，容易形成缺陷，而焊接速度过慢会造成过多的热输入，引起变形和气孔等问题。

因此，选择合适的焊接速度可以有效控制焊接质量和生产效率。

焊缝形状是指激光焊接中焊接部分的形状。

激光焊接可以实现多种焊缝形状，如直焊缝、曲线焊缝、V型焊缝等。

选择合适的焊缝形状可以根据焊接材料的种类和要求进行选择。

例如，对于较厚的材料，可以选择V型焊缝来提高焊接质量。

而对于较薄的材料，可以选择直焊缝来提高焊接效率。

焊接气体是指在激光焊接过程中用于保护熔池和焊缝的辅助气体。

常用的焊接气体有惰性气体如氩气和氮气等。

焊接气体的选择应根据焊接材料和焊接要求进行确定。

惰性气体可以有效防止焊接过程中熔池氧化和气孔的产生，保证焊缝质量。

选择合适的焊接气体可以提高焊接质量和稳定性。

综上所述，激光焊接的工艺参数包括激光功率、激光束聚焦方式、焊接速度、焊缝形状和焊接气体等。

激光熔覆的工艺参数包括：
1.激光功率P：表示单位时间内激光器输出的能量，单位是W。

高速激光熔覆一般采用KW级激光器。

2.光斑形状：分为圆形和矩形两种，影响着熔覆效果和成形质量。

用户应根据加工对象的特点选择使用。

3.光斑大小：是指光束被扫描到基板表面的面积，主要影响光功率密度，即单位面积的光能。

相同功率条件下，光斑尺寸越小，光功率密度越大。

4.加工距离：也叫搭接率，是指激光熔覆时，激光束从熔池中吸收热量所需的距离。

实际加工中，光斑距离一般控制在3-5 mm范围内，可获得
良好的熔覆层质量。

5.扫描速度V：表示激光扫描的速度，单位是mm/s。

6.光斑直径D和铺粉层厚H：影响着熔覆层的质量和性能。

在某一具体的工艺中，激光能量密度可以通过公式E=P/DVH计算得出，单位为J/mm³。

在实际应用中，需要根据具体的熔覆材料和基材、熔覆层厚度、熔覆效果等因素来选择合适的工艺参数。

请注意，以上参数仅供参考，具体参数需要根据实际情况进行调整和优化。

激光焊接的工艺参数
激光焊接是一种高精度的焊接技术，工艺参数的设置对焊接质量和效率有着重要影响。

以下是一些常见的激光焊接工艺参数：
激光功率：激光功率是指激光束所携带的能量，通常以瓦特（W）为单位。

激光功率的选择取决于焊接材料的类型和厚度，以及所需的焊接速度和深度。

激光束直径：激光束直径是指焦点处激光束的直径，通常以毫米（（mm）为单位。

较小直径的激光束可以提高焊接的精度和焊缝质量。

脉冲频率：脉冲频率是指激光发射的脉冲数目，通常以赫兹（（Hz）为单位。

控制脉冲频率可以影响焊接速度和焊缝的熔深。

激光束扫描速度：激光束扫描速度是指激光束在工件表面移动的速度，通常以毫米/秒（mm/s）为单位。

较高的扫描速度可以提高焊接效率，但可能会影响焊缝质量。

焊缝形状和尺寸：焊接过程中焊缝的形状和尺寸需要根据具体的焊接要求进行设计和控制，包括焊缝的宽度、深度和形状等参数。

激光束聚焦方式：激光束聚焦方式包括准直焦点和聚焦焦点两种，选择适当的焦点可以控制焊接深度和焊缝质量。

这些工艺参数的设置需要根据具体的焊接材料、要求和设备性能进行优化调整，以实现理想的焊接效果。

C02激光焊焊接工艺要求及工艺参数1.接头形式及装配要求激光焊应用较多是对接接头和搭接接头，激光焊对焊件装配质量要求较高，对接焊时，如果接头错边太大，会使人射激光在板角处反射，焊接过程不稳定，所以对接接头错边一般小于0.25板厚。

薄板焊时，间隙太大，焊后焊缝表面成形不饱满，严重时形成穿孔，所以对接接头装配间隙一般小于0.10板厚。

搭接焊时，板间间隙过大，易造成上下板间熔合不良，所以搭接接头装配间隙一般小于0.25板厚。

但实际应用中允许根据实际情况适当增加装配公差，改善激光焊接头准备的不理想状态，但经验表明，当装配间隙超过板厚的3%,自熔焊缝容易产生不饱满。

同时注意，激光焊过程中，焊件应夹紧，以防止焊接变形。

光斑在垂直于焊接运动方向对焊缝中心的偏离量应小于光斑半径。

对于钢铁材料，焊前焊件表面需进行除锈、脱脂处理，必要时，焊前需要酸洗，然后用乙醛、丙酮或四氯化碳清洗。

激光深熔焊可以进行全位置焊，在起焊和收尾逐渐过渡时，可通过调节激光功率的递增和衰减过程以及改变焊接速度来实现，在焊接环缝时可实现首尾平滑过渡。

利用内反射来增强激光吸收的焊缝常常能提高焊接过程的效率和熔深。

填充金属激光焊适合于自熔焊,一般不需要要填充金属，但有时仍需要填充金属。

填充金属的优点是能改变焊缝化学成分，从而达到控制焊缝组织、改善接头力学性能的目的。

在有些情况下，还能提高焊缝抗结晶裂纹敏感性。

填充金属主要是以焊丝的形式加入，可以是冷态，也可以是热态。

深熔焊时，填充金属量不能过大，以免破坏小孔效应。

3.工艺参数连续激光焊的工艺参数同激光焊一样，主要包括激光功率、焊接速度、光斑直径、焦点离和保护气体种类及流量。

1）激光功率P激光功率是指激光器的输出功率，激光焊熔深与输出功率密切相关，对一定的光斑直径，焊接熔深随有微功率的增加增加。

2）焊接速度V在一定的激光功率下，提高焊接速度，热输入下降，焊缝熔深减小。

适当降低焊接速度可加大熔深，但若焊接速度过低，熔深却不会再增加，反而使熔宽增大。