激光传感器焊接技术讲解

激光焊接技术应用第一篇：激光焊接技术的基本原理及应用激光焊接技术是一种高效、高精度的焊接方法，被广泛应用于航空航天、汽车、电子、医疗、机械等行业。

它主要利用激光束的高能量密度和狭窄聚焦的特性，将金属材料熔化并凝固成为一体。

下面将详细介绍激光焊接技术的基本原理及应用。

一、激光焊接技术的基本原理激光焊接技术是通过高能量密度的激光束对金属材料进行加热，使其熔化和凝固，实现金属之间的连接。

在激光焊接过程中，激光束被聚焦到比光束直径更小的区域内，形成数十万至数百万度的高温点。

这样的高温点可以迅速将金属熔化融合，并形成稳定的焊接连接。

激光焊接技术具有以下几个基本特点：1. 较高的功率密度：利用激光束的高能量密度加热金属材料，可以迅速进行熔化和凝固，实现高效、快速的焊接。

2. 狭窄的焊接区域：激光束可被聚焦到小于0.2mm的区域内，能够实现高精度、高质量的焊接。

3. 快速焊接速度：激光焊接可达到每秒10米的快速焊接速度，能够快速完成大批量的生产任务。

二、激光焊接技术的应用激光焊接技术被广泛应用于各种各样的工业领域。

下面是具体的应用举例：1. 航空航天领域：激光焊接技术能够实现高强度、高质量的金属结构焊接，因此在航空航天领域被广泛应用。

它可以用于制造飞机引擎部件、机身连接结构等。

2. 汽车行业：激光焊接技术可以用于汽车制造中的零部件制造和组装。

它可以用于车身、引擎、制动系统等组件的焊接，保证汽车安全性和性能。

3. 电子行业：激光焊接技术可以制造电子产品中的电池、触摸屏、芯片等关键部件。

它可以实现高精度的焊接，提高了产品的质量和可靠性。

4. 医疗行业：激光焊接技术可以用于医用器械的制造中。

例如，可以使用激光焊接技术制造人工关节、牙齿种植体等。

5. 其他行业：激光焊接技术还可以用于钢结构、家用电器、建筑材料等领域。

例如，它可以用于建筑钢结构的连接和家用电器中的焊接。

总之，激光焊接技术的应用领域非常广泛，优势明显，随着技术的不断发展，激光焊接技术将在各行各业的应用中得到更加广泛的推广和使用。

激光焊接技巧和方法Laser welding is a highly specialized form of welding that utilizes a concentrated beam of light to join metal components together. This process offers many advantages over traditional welding techniques, including higher precision, minimal heat distortion, and the ability to work with a wide range of materials. 激光焊接是一种高度专业化的焊接形式，利用集中的光束将金属组件连接在一起。

这个过程相对于传统焊接技术有许多优势，包括更高的精确度、最小的热变形，并且能够处理各种材料。

One key technique in laser welding is controlling the power and speed of the laser beam. By adjusting these parameters, welders can achieve the desired penetration depth and heat input, leading to a strong and durable weld. 一个关键的技巧在激光焊接中是控制激光束的功率和速度。

通过调整这些参数，焊工可以实现所需的穿透深度和热输入，从而达到坚固耐用的焊接效果。

In order to achieve a successful weld, it is important to properly prepare the metal surfaces before initiating the laser welding process. This includes removing any contaminants, such as dirt or oxides, and ensuring that the surfaces are clean and free from defects. 为了达到成功的焊接，重要的是在开始激光焊接过程之前正确准备金属表面。

浅谈激光焊接技术原理及其应用【摘要】激光焊接是激光加工技术应用的重要方面之一，本文分析了激光焊接的基本原理，介绍了激光焊接的应用领域。

【关键词】激光焊接技术；原理；应用一、激光焊接技术的基本原理激光焊接就是以激光为热源进行的焊接。

激光是一束平行的光，用抛物面镜或凸透镜聚光，可以得到高的功率密度。

与电弧焊接的功率密度102～104kw/cm比较，聚集的激光束可以得到105～108kw 左inz的功率密度。

用功率密度高的热源进行焊接，可以得到熔深较大的焊缝。

激光焊接可以得到与电子束焊接同样熔深的焊缝。

激光焊接可使表面温度迅速上升，激光照射完后迅速冷却，可以进行熔融或非熔融的表面处理。

当功率密度大于103kw/c耐时，可进行熔深较大的焊接。

这时，在大气中熔融金属容易被氧化。

因此，要用ar、he、co，等气体密封焊接部位。

尤其是提高功率密度时，瞬间从光束中熔融金属被排出，这时若辅以高压气体吹扫，可促进熔融金属排出，适宜进行开孔或切断。

激光焊接最大的特点是选择适合的焊接材料和功率密度，可以得到稳定的焊接形态。

激光焊接有两种基本方式：传导焊与深熔焊。

这两种方式最根本的区别在于：前者熔池表面保持封闭，而后者熔池则被激光束穿透成孔。

传导焊对系统的扰动较小，因为激光束的辐射没有穿透被焊材料，所以，在传导焊过程中焊缝不易被气体侵人；而深熔焊时，小孔的不断关闭能导致气孔的产生。

传导焊和深熔焊方式也可以在同一焊接过程中相互转换，由传导方式向小孔方式的转变取决于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脉冲持续时间。

激光脉冲能量密度的时间依赖性能够使激光焊接在激光与材料相互作用期间由一种焊接方式向另一种方式转变，即在相互作用过程中焊缝可以先在传导方式下形成，然后再转变为小孔方式。

可以调节激光焊接过程中各因素相互作用的程度，使得小孔建立以后能够在脉冲间歇阶段收缩，从而减小气体侵入的可能性，降低气孔产生的倾向。

二、激光焊接技术的应用领域（1）制造业领域。

激光电焊温度范围-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括以下几个方面：激光电焊作为一种现代焊接技术，在工业生产中得到广泛应用。

它利用高能激光束对焊接材料进行加热，使其迅速融化并形成牢固的焊缝。

与传统电弧焊接相比，激光电焊具有焊接速度快、热影响区小、焊缝质量高等优点。

然而，激光电焊的焊接过程中温度是一个关键的因素。

温度的选择和控制会直接影响到焊接质量和性能。

本文将从激光电焊的基本原理和温度对焊接过程的影响两个方面进行探讨。

首先，介绍激光电焊的基本原理，包括激光束的产生和聚焦、激光与材料的相互作用等。

其次，重点讨论温度对激光电焊的影响，包括温度对焊缝形成和结构特性的影响，以及温度对焊接材料性能的影响。

在理解了温度对激光电焊的影响后，我们将提出理想的激光电焊温度范围。

这个范围是根据焊接质量、工件材料和所需的焊接性能等因素综合考虑得出的。

并且，我们还将探讨如何选择和控制激光电焊温度，以达到最佳的焊接效果。

总之，本文将全面分析激光电焊温度范围的重要性，并提出相应的建议。

最后，我们展望未来的研究方向，希望能够进一步提升激光电焊技术的发展水平。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下信息：文章结构是指整篇文章的组织和安排，它直接关系到文章的逻辑性和读者的阅读体验。

本文按照以下结构进行组织：引言部分（第1章）：本部分主要概述了本文的主题和目的，并介绍了文章的结构。

正文部分（第2章）：本部分将详细探讨激光电焊的基本原理以及温度对激光电焊的影响。

其中，2.1节将介绍激光电焊的基本原理，包括工作原理、设备和材料的选择等内容；2.2节将分析温度对激光电焊的影响，包括温度对焊接质量的影响、温度控制的重要性等内容；2.3节将提出理想的激光电焊温度范围，包括温度的上限和下限。

结论部分（第3章）：本部分将总结激光电焊温度范围的重要性，强调温度控制对焊接质量的重要影响；同时，还会提出对激光电焊温度范围的建议，以及未来研究的展望。

图333 不同焊接参数与熔深的关系
为使焊缝平整光滑，实际焊接时，激光功率在开 始和结束时都设计有渐变过程，启动时激光功率 由小变大到预定值，结束焊接时激光功率由大变 小，焊缝才没有凹坑或斑痕。
二、激光脉冲宽度
激光热传导焊接中，激光脉冲宽度与焊缝深度有 直接关系，也就是说脉冲宽度决定了材料熔化的 深度和焊缝的宽度。据文献记载，熔深的大小随 脉宽的333次方增加 。如果单纯增加脉冲宽度，只会使焊缝变宽、过 熔，引起焊缝附近的金属氧化、变色甚至变形。 因此，特殊要求较大熔深时，可使聚焦镜的焦点 深入材料内部，使焊缝处发生轻微打孔，部份熔 化金属有汽化飞溅现象，焊缝深度变大，此时焊 缝表面平整度可能稍差。必要时，改变离焦量重 复焊接一遍，可使焊缝表面光滑美观。
33333 激光焊接技术的主要参数
对脉冲激光器来讲就是平均激光功率的大小，保 证了足够的激光功率，在热传导焊接中，激光器 工作于脉冲状态，因而脉冲能量、脉冲宽度和激 光重复频率就是很重要的参数。当然，激光外光 路的设计、聚焦系统、焊接时离焦量大小的影响 也是必须注意的，焊接的速度或者说光斑的重叠 率，激光脉冲的重复频率，也要有适当的配合。 为了防止焊接过程中工件材料的氧化，需要选用 适当的保护气体，而且保护气体的流量大小、吹 气方式，或者说是吹气喷嘴形状的设计都是很有 关系的。
三、激光脉冲波形
热传导型激光焊接使用重复脉冲激光焊接材料， 为了焊接效果好，就要对激光脉冲波形有一定要 求。 借用电子电路技术中仿真线的概念，由电感电容 网络组成仿真线，通过仿真线放电形成特定形状 的激光脉冲，一般通过333仿真线网络可以将 脉冲展宽，得到一个平顶宽脉冲。根据需要可以 使脉宽在3～333，最大可做到3333。
图333 333深熔焊接机示意

《激光焊接工艺实践》教学大纲学时：48学分：3一、课程的地位与任务“激光焊接工艺实践”课属于光机电应用技术教学资源库核心课程体系之一的激光加工技术类。

光机电应用技术教学资源库建设规划的五门课程体系分别是激光原理及技术、激光设备机械设计基础、激光设备机电控制技术及应用、激光加工技术和激光3D打印技术。

“激光焊接工艺实践”是一门实训为主的专业主干课程，主要介绍不同激光焊接参数对常用金属材料焊接质量的影响和不同类型激光焊接设备在材料焊接领域的应用。

激光焊接工艺实践为面向光机电类专业学生开设的一门专业必修的基础实训类课程，课程设置为48学时，合计3学分。

学习本课程之前，学生应完成激光加工技术和工程材料基础等预备性课程的学习。

目标是使学生掌握不同激光焊接参数对常用金属材料焊接的影响规律和不同类型激光设备在材料焊接方面的选择应用，培养学生分析、解决生产实际问题的能力，为将来从事激光焊接设备操作打下基础，从而使其在掌握专业知识的基础上获得所需要的职业技能。

二、课程的基本内容第一章激光焊接设备的种类及应用通用激光焊接设备的构成CO激光焊接设备介绍2YAG激光焊接设备介绍DISK激光焊接设备介绍半导体激光焊接设备介绍光纤激光焊接设备介绍激光扫描振镜的应用准连续光纤激光器在焊接上的应用通快激光焊接工作站美国PRC激光焊接设备的特点PRC激光器的维护激光焊接设备的选用第二章激光焊接参数及其影响激光焊接工艺特点介绍激光焊接工艺参数介绍激光功率对焊接的影响-1-焊接速度对激光焊接的影响离焦量对激光焊接的影响保护气体对激光焊接的影响等离子体对激光焊接的影响激光焊接光束焦点的常用测定方法高功率激光焊接的离焦量恒定问题材料吸收率对激光焊接的影响离焦量对激光焊缝成形的影响焊接速度对600MPaTRIP钢焊缝成形的影响焊接速度对600MPaDP钢焊缝成形的影响焊接速度对1000MPaTRIP钢焊缝成形的影响激光焊接熔池的动态观察激光功率对焊接熔池动态的影响激光焊接的脉冲波形激光焊接的脉冲频率焊接速度对奥氏体不锈钢激光焊接的影响功率对奥氏体不锈钢激光焊接的影响激光焊接参数对接头强度的影响焊接速度对1.2mm厚1200MPaTRIP钢接头性能的影响激光焊接速度对1000MPaTRIP钢接头性能的影响激光焊接速度对1000MPaTRIP钢接头性能的影响（He保护）激光焊接速度对800MPaTRIP钢焊缝成型的影响1mm不锈钢薄板的YAG激光焊接1.2mm不锈钢薄板的YAG激光焊接2mm厚低碳钢板的CO激光焊接23mm厚低碳钢板的CO激光焊接24mm厚低碳钢板的CO激光焊接2第三章激光焊接设备操作及维护YAG脉冲激光焊接设备操作方法DISC激光焊接系统操作规程Rofin二氧化碳激光焊接系统操作规程光纤激光焊接系统操作规程YAG激光焊接设备的维护DISC激光焊接设备的维护光纤激光焊接设备的维护二氧化碳激光焊接设备的维护半导体激光焊接设备的维护IPG激光焊接设备的运行模式IPG激光焊接设备的操作步骤IPG激光焊接设备的非手动操作模式通快碟片激光器的操作通快碟片系列激光器的接口通快碟片激光器的操作程序TruControl 1000-2-激光焊接实例第四章塑料的激光焊接三光点激光钎焊工艺德国LIMO公司塑料激光焊接机激光半熔透焊接工艺介绍激光拼焊板工艺介绍激光熔焊在乘用车白车身上的应用激光钎焊在乘用车白车身上的应用传动齿轮的激光焊接传感器的激光焊接应用激光焊接金刚石锯片实例动力电池的激光焊接纳秒脉冲激光器的焊接应用光纤激光器在白车身焊接中的应用激光自体钎焊在医疗器械上的应用1mm厚低碳钢薄板的激光焊接800MPaTRIP钢的激光焊接激光焊接与电阻点焊在白车生上应用对比SUS304L不锈钢的激光焊接薄壁件的激光脉冲焊接激光填丝焊接激光脉冲焊接传感器实例上海宝钢阿赛洛激光拼焊板介绍汽车座椅转角器的激光焊接实例激光电焊的特点激光点焊在白车身上应用铝合金的激光焊接长春三友激光拼焊板介绍汽车刹车盘的激光焊接实例阀门的激光焊接黄铜阀门的激光焊接钢铝异种材料的激光焊接钛合金板材的激光焊接奥氏体不锈钢波纹板的激光焊接600MPaTRIP钢的激光焊接600MPaDP钢的激光焊接1000MPaTRIP钢的激光焊接采用He保护的1000MPaTRIP钢的激光焊接600MPaPH钢的激光焊接采用He保护的600MPaPH钢的激光焊接华菱安赛乐米塔尔激光拼焊板介绍激光复合焊接技术第五章激光电弧复合焊技术介绍激光MIG复合焊接应用激光MIG复合焊接系统介绍激光等离子复合焊介绍激光电弧复合焊应用对比激光-TIG复合焊介绍激光电弧复合焊接接头化学成分均匀性的影响因素激光自体复合焊介绍激光单热源焊接特点介绍激光复合热源焊接特点介绍激光-TIG复合焊介绍能量负反馈激光焊接工艺第六章能量反馈式激光焊接原理激光焊接能量负反馈设备介绍激光焊接缺陷及检验第七章激光拼焊板常见缺陷分析激光焊接接头的形式激光焊接接头坡口形核激光焊接的焊缝介绍激光焊缝中的气孔缺陷激光焊接中的冷裂纹缺陷激光焊接中的热裂纹缺陷激光焊缝缺陷的外观检验激光焊接接头的密封性检验激光焊接接头的金相检验激光焊接接头的耐压检验检测RT激光焊缝缺陷的检测激光焊缝缺陷的UT 检测激光焊缝缺陷的MT 检测激光焊缝缺陷的PT ET 激光焊缝缺陷的检测激光焊接接头的耐腐蚀性能检验激光焊接接头的质量评定轿车白车身激光焊接质量的检验激光焊接奥氏体不锈钢薄板接头的缺陷第八章激光焊接操作安全与防护激光焊接设备操作常用工程防护措施介绍激光焊接设备操作常用个人防护措施介绍激光焊接设备操作安全培训介绍激光焊接设备操作医学监督措施介绍气体激光焊接设备维护介绍半导体激光焊接设备维护介绍 DISK激光焊接设备维护介绍 YAG激光焊接设备维护介绍-4-光纤激光焊接设备维护介绍激光辐射的危害激光焊接设备使用的安全防护现代封闭式激光焊接工作站介绍高功率激光焊接设备使用注意事项高功率光纤激光器维护与故障处置光纤激光器光纤的清洁处理罗芬板条系列激光器使用须知通快系列激光器的安全配置通快碟片激光器运行中断应对措施通快碟片系列激光器的标牌激光焊接设备的分级（国际标准）激光焊接设备的分级（国家标准）三、课程的基本要求1．本课程在注重学生基础理论知识理解的同时，要求更侧重对学生实践动手能力的培养；2．采取理论教学和实践观摩教学相结合的方式以增强课程学习的直观性和针对性；四、课程的实践环节安排根据系里实验室设备情况，安排实践观摩教学。

传感器技术在焊接中的应用引言焊接作为一种常用的金属连接技术，广泛应用于各行各业。

然而，传统的焊接技术在一些特殊情况下表现得并不十分理想，这就需要借助传感器技术来提高焊接的精度、效率和质量。

本文将深入探讨传感器技术在焊接中的应用，以及这些应用带来的好处。

传感器的种类及原理在了解传感器在焊接中的应用之前，首先需要了解一些常用的传感器种类及其工作原理。

常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器、力传感器等。

这些传感器利用不同的物理效应，如电阻、压阻、电容等来感知焊接过程中的各种参数。

传感器在焊接过程中的应用温度传感器的应用1.监测焊接温度：通过安装温度传感器在焊接区域，可以实时监测焊接温度，确保焊接过程中的温度控制在合适的范围。

2.焊接界面温度分布：利用多个温度传感器在焊接区域不同位置采集数据，分析焊接界面温度的分布情况，优化焊接参数，提高焊接质量。

压力传感器的应用1.确保合适的焊接压力：通过安装压力传感器在焊接头部，可以实时监测焊接过程中的焊接压力，确保压力控制在合适的范围，避免焊接过程中产生气孔和夹渣等缺陷。

2.检测焊接接头质量：利用压力传感器可以检测焊接接头的强度，通过比较实际压力与标准压力的差异，判断焊接接头的质量，并及时调整焊接参数。

湿度传感器的应用1.控制焊接环境湿度：焊接过程中，湿度对焊接质量有很大影响。

安装湿度传感器可以实时监测焊接环境的湿度，及时调整焊接环境，保证焊接质量稳定。

2.预防氧化：湿度传感器可以用于检测焊接过程中的湿度变化，及时采取措施防止氧化物的生成，提高焊接质量。

力传感器的应用1.确保合适的焊接压力：力传感器可以用于监测焊接头部的压力，确保焊接过程中施加的力度适中，避免焊接接头变形或者断裂。

2.检测焊接强度：通过力传感器检测焊接接头的拉伸力或者压缩力，判断焊接强度是否符合标准要求，用于判定焊接质量。

传感器在焊接中的优势1.实时监测：传感器可以实时监测焊接过程中的参数，及时反馈给控制系统，使得焊接过程更加可控，提高生产效率。

硬度检测
对焊缝进行拉伸、弯曲、冲击等试验，检 测其力学性能。
通过硬度计测量焊缝及热影响区的硬度， 判断材料的冶金状态。
焊接质量的控制措施与标准
控制焊接参数
选择合适的激光功率、焊接速度、光斑直径 等参数，确保焊接质量稳定。
控制母材与填充材料
确保母材与填充材料的冶金性能符合要求， 减少杂质与气体含量。
《激光焊接工艺》 ppt课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 激光焊接技术概述 • 激光焊接设备与材料 • 激光焊接工艺参数 • 激光焊接质量检测与控制 • 激光焊接技术的发展趋势与展望
01
激光焊接技术概述
激光焊接技术的定义
激光焊接技术是一种利用高能激光束 照射在材料表面，使材料熔化、冷却 并形成连接的工艺方法。
。
01
激光焊接设备与材 料
激光焊接设备的种类与特点
脉冲激光焊接机
适用于薄板、有色金属的精密焊接，具有能 量集中、热影响区小等特点。
光纤激光焊接机
具有光束质量好、聚焦光斑小、能量密度高 等特点，广泛应用于各种材料的焊接。
连续激光焊接机
适用于厚板、高熔点金属的焊接，具有焊接 速度快、深宽比大等特点。
通过添加填充金属丝，提高焊接质量和效率。
3
激光复合焊接技术
结合激光焊接和电弧焊接的优势，实现高效、高 质量的焊接。
激光焊接技术的未来发展方向
智能化控制
利用先进的传感器和控制系统，实现激光焊接过程的 智能控制。
高能束流加工技术
结合激光、电子束和离子束等高能束流加工技术，提 高加工效率和精度。
新型激光器研发

激光焊接基础李俐群哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室你应该知道： 1. 激光可以进行哪些加工？ 2. 常用的工业激光器有哪些？各有什么样的加工特点？ 3. 激光深熔焊的主要物理特征是什么？ 4. 激光焊接的主要问题是什么？激光加工技术在工业中的应用工业激光加工技术焊接切割成形快速成形熔覆修复表面硬化打标激光加工技术应用概述各种加工方法的适用范围为什么要采用激光为什么要采用激光自动化程度高为什么要采用激光高度的灵活性为什么要采用激光高精度为什么要采用激光生产率高为什么要采用激光革新传统加工方式为什么要采用激光革新传统加工方式世界激光加工技术的发展现状工业激光器的市场分布激光器制造商：美国：PRC PRAMA 德国：TRUMPF （HAAS） ROFIN-SINAR IPG 英国：LUMONICS 中国：大族、楚天世界激光加工技术的发展现状各种加工方法的应用比例打孔其它 9% 雕刻3% 12% 微处理 14% 打标 24% 切割 24% 焊接 14%激光在汽车加工中的应用激光束的基本物理特性光束的模式通常把光波场的空间分布分解为沿传播方向的分布和垂直于传播方向的横截面内的分布，分别称为纵模和横模。

光腔的横模代表了激光束光场的横向分布规律，对激光加工影响极大。

光腔的纵模主要影响激光的频率，与激光加工关系很小。

光束的模式气体激光束的模式 CO2激光通常用TEMmn 表示横模的光场分布，TEM 是横电磁波“Transverse Electromagnetic Wave”的缩写，m、n为正整数。

横模可以是轴对称的，也可以是对光轴旋转对称的。

气体激光的光能横向分布光束的模式光强气体激光束的模式不论是轴对称还是旋转对称，其 TEM00模是一致的，称为基模。

一束沿方向传播的基模光束的光强可表示为：光斑半径⎡ 2( x 2 + y 2 ⎤ 2P exp ⎢ − I ( x, y , z = 2 πω ( z ω 2 ( z ⎥⎣⎦ TEM00 光束的模式气体激光束的模式 TEM01 TEM00光束的模式气体激光束的模式光束的模式固体激光束的模式 YAG等固体激光器，其光能的空间分布则远为复杂，不能用简单的数学公式描述。

激光焊接技术激发电子或分子使其在转换成能量的过程中产生集中且相位相同的光束，Laser来自Light Amplification by Stimulated Emission Radiation的第一个字母所组成。

由光学震荡器及放在震荡器空穴两端镜间的介质所组成。

介质受到激发至高能量状态时，开始产生同相位光波且在两端镜间来回反射，形成光电的串结效应，将光波放大，并获得足够能量而开始发射出激光。

激光亦可解释成将电能、化学能、热能、光能或核能等原始能源转换成某些特定光频（紫外光、可见光或红外光的电磁辐射束的一种设备。

转换形态在某些固态、液态或气态介质中很容易进行。

当这些介质以原子或分子形态被激发，便产生相位几乎相同且近乎单一波长的光束-----激光。

由于具同相位及单一波长，差异角均非常小，在被高度集中以提供焊接、切割及热处理等功能前可传送的距离相当长。

世界上的第一个激光束于1960年利用闪光灯泡激发红宝石晶粒所产生，因受限于晶体的热容量，只能产生很短暂的脉冲光束且频率很低。

虽然瞬间脉冲峰值能量可高达10^6瓦，但仍属于低能量输出。

使用钕（ND）为激发元素的钇铝石榴石晶棒（Nd:YAG）可产生1---8KW的连续单一波长光束。

YAG激光，波长为1.06uM，可以通过柔性光纤连接到激光加工头，设备布局灵活，适用焊接厚度0.5-6mm。

使用CO2为激发物的CO2激光（波长10.6uM），输出能量可达25KW，可做出2mm板厚单道全渗透焊接，工业界已广泛用于金属的加工上。

属于熔融焊接，以激光束为能源，冲击在焊件接头上。

激光束可由平面光学元件（如镜子）导引，随后再以反射聚焦元件或镜片将光束投射在焊缝上。

激光焊接属非接触式焊接，作业过程不需加压，但需使用惰性气体以防熔池氧化，填料金属偶有使用。

激光焊可以与MIG焊组成激光MIG 复合焊，实现大熔深焊接，同时热输入量比MIG焊大为减小。

（1）可将入热量降到最低的需要量，热影响区金相变化范围小，且因热传导所导致的变形亦最低。

激光填丝焊（增强焊接厚板 的能力），激光-电弧复合 焊接（提高能量转化率）等
激光-电弧复合焊示意图
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7
（2）激光焊接的应用
随着工业激光器的发展和科研人员对焊接工艺的深入研究, 激光焊接技术 已在许多领域得到应用。但由于激光焊接设备的成本及维修费用较高, 目前能 够广泛使用激光焊接的, 多为大批量生产或大规模零件焊接的行业, 例如汽车工 业、造船业等, 或者一些投资较大的特殊领域, 如航空航天业、核能工业等。
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。
小孔随着激光束的移动而移动，液态金属向反方向流动填充小孔移开后留下的
空隙，并冷却形成焊缝。
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5
（2）激光焊接的特点
优点： （1）激光焊接属于非接触性焊接过程，机具的损耗与变形可降至最低。 （2）焊缝窄，熔深比大，焊接接头热影响区小，焊后工件变形小。 （3）不需要在真空条件下进行，焊接不受磁场影响。（比之于电子束焊） （4）激光束可以聚焦到很小的区域，适合进行小型件的焊接。 （5）可焊材质范围大，能够实现难焊金属的焊接，可用于异种金属焊接。 （6）柔性大，易于实现高速自动化焊接，等等。
激光焊接技术
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1

激光焊接的特点
3
激光焊接的应用
4
激光焊接的展望
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2
引言
激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料（包括金属与非 金属）进行切割、焊接、表面处理等的一门技术。如果激光束按照一定的时间 和能量值，投射到需处理的材料上，瞬间使材料表面获得很高的能量，其组织 结构以及性能发生改变，从而实现加工的目的。激光加工技术主要包括激光焊 接、激光表面处理、激光打孔、激光切割、激光快速成型、激光烧结合成功能 陶瓷材料技术、激光制膜技术、激光微加工、激光制备纳米材料技术、激光气 相沉积等。

激光焊接工艺的基本知识激光焊接的定义激光焊接是利用激光束的高能量密度、高聚焦度和高一致性，将激光能量引入焊接区域，使焊缝区域被熔化并冷却形成焊缝的一种焊接方法。

激光焊接的原理激光焊接是利用激光束的高功率密度，将激光能量转化成热能，通过加热和熔融工件的材料，使其形成焊缝并实现材料的连接。

激光束可以通过光学系统进行聚焦，从而集中到焊接区域上。

激光焊接的优点•高能量密度：激光焊接可以将高能量聚焦在小面积上，使材料瞬间加热并熔化，从而实现快速的焊接。

•高一致性：激光焊接的激光束具有高一致性，焊接效果稳定且可重复。

•焊接速度快：激光焊接的瞬间加热和熔化速度非常快，可以实现高速焊接。

•焊缝质量好：激光焊接可以实现焊缝的精细化控制，焊缝形态美观且强度高。

•无接触式焊接：激光焊接是一种无接触式的焊接方法，可以避免材料变形和污染。

激光焊接的应用领域1.电子行业：激光焊接广泛应用于电子产品的组装和连接，如手机、电脑等电子元件的焊接。

2.汽车工业：激光焊接广泛应用于汽车零部件的制造，如发动机、变速器等的焊接。

3.航空航天工业：激光焊接在航空航天领域具有重要应用，如飞机结构件的焊接、航天器的焊接等。

4.家电行业：激光焊接在家电行业中应用广泛，如冰箱、洗衣机等产品的焊接。

5.医疗器械：激光焊接在医疗器械制造中具有重要地位，如手术器械、人工关节等的焊接。

激光焊接的工艺参数1.激光功率：激光功率决定了焊接过程中的能量输入，需要根据焊接材料的厚度和类型进行选择。

2.激光波长：激光波长决定了激光束在焊接材料中的穿透深度，需要根据焊接材料的吸收情况选择合适的波长。

3.聚焦方式：激光焊接可以采用具有不同聚焦方式的光学系统，如凸透镜、聚焦镜等，根据焊接材料的形态和要求选择合适的聚焦方式。

4.扫描速度：扫描速度决定了焊接速度，需要根据焊接材料的热导率和焊接质量要求进行调整。

5.激光频率：激光频率可以影响焊接的稳定性和效果，需要根据焊接材料的特性选择合适的频率。

本 文将 阐述 德 国Ｐｅ ｉ ｅ 司 （ ａ ｇｎ ｕ Ｇ ｍｌｎ ， ｒｃｔ 公 ｅ Ｇ ｇ ｅａ ／ ｅ ａ ｙ ｗ ｗ 一 ｒｃｔ ．ｅ ｗ ．ｐｅ ｉ ｃｄ ）提 出 的 ，使 用不 同激 光 器 （ Ｏ 激 ｅ 如Ｃ 光 器 、纤维 或 盘 形 激 光 器 ）的 激 光 焊接 应 用 中 ，特 别 是 遥 控 焊接 应 用 中 的 过 程监 控 与 质 量控 制 的 方 案 。 解
生 产 中能 可 靠 地 监 控 激 光 焊 接 过 程 的一 种 先 进 和 成 功
的 技 术
１７ ０
维普资讯
欧洲 生产 工程
对遥 控焊 接 系统来 说 ，在 、Ｙ、ｚ 向上 都 必须具 方
有柔 性 。通 常 ，焦 距 约 为 １ ０ ｍｍ，而这 对 传 感 器 的设 ５０
图２ Ｔｕ ａｃｎ 的 传 感 器 ，右 侧 是 补 偿 焦距 的 模 块 ， ｒｍ ｓａ 用
左 侧 装 有 等 离 子体 和温 度 传 感 器 的传 感 器 盒
图 ｌ 在 马 ５系列 汽 车 车 顶焊 接 中 ，用 传 感 器 监 控焊接过程 （ 片 由 Ｂ 照 ＭＷ ＡＧ公 司提 供 ）
激 光 的 应 用 １ ９ 年始 于Ｂ ９５ ＭＷ 集 团
新 型 激 光 器 （ 维 或 盘 形 激 光 器 ） 的光 束 质 量 的 纤 不 断 提 高和 新 的Ｃ Ｏ 激光 发 射 系统 技术 是 促 进 激光 材 料 加 工 技 术发 展 的基 础 。这 种激 光技 术 在 汽 车制 造 业 开 拓 了新 的 应用 领域 ：出现 了采 用 扫描 技 术 的遥 控 焊接 ， 主要用 于 替代 汽车 车体生 产 中原来 采 用 的摩 擦 点焊 。
计 影 响很 大 。为获 得 良好 的 工件 表 面分辨 率 ，传感 器信 号 光束 路径 必须 适应 如此 之 大 的焦 距 。 良好 的空 间分 辨

3．钎焊
钎焊是指用比母材熔点低的金 属材料作为钎料，用液态钎料 润湿母材和填充工件接口间隙 并使其与母材相互扩散的焊接 方法。
钎焊变形小，接头光滑美观， 适合于焊接精密、复杂和由不 同材料组成的构件，如蜂窝结 构板、透平叶片、硬质合金刀 具和印刷电路板等。
钎焊前对工件必须进行细致加 工和严格清洗，除去油污和过 厚的氧化膜，保证接口装配间 隙。
（4）激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引，可放 置在离工件适当之距离，且可在工件周围的机具或障碍间 再导引，其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥。
（5）工件可放置在封闭的空间（经抽真空或内部气体环 境在控制下）。
（6）激光束可聚焦在很小的区域，可焊接小型且间隔相 近的部件。
激光焊接的主要优点
电弧焊---埋弧焊
埋弧焊（含埋弧堆焊及电渣堆焊等）是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的 方法。
其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成 为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。
电弧焊---等离子焊
等离子弧焊是利用等离子弧作 为热源的焊接方法。气体由电 弧加热产生离解，在高速通过 水冷喷嘴时受到压缩，增大能 量密度和离解度，形成等离子 弧。
（1）可将入热量降到最低的需要量，热影响区金相变化 范围小，且因热传导所导致的变形亦最低。
（2）32mm板厚单道焊接的焊接工艺参数业经检定合格， 可降低厚板焊接所需的时间甚至可省掉填料金属的使用。
（3）不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑。且因 不属于接触式焊接制程，机具的耗损及变形接可降至最低。
激光焊接的工艺参数
对于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。

锂离子电池;有几道程序如极耳焊接 安全阀焊接 负极焊接 外壳密封焊接等;均以激光焊接为最佳 技术
表3 1 各种蓄电池主要性能对比
一 极耳安全阀的自动焊接
新型电池内部装有防爆装置;称为安全阀;锂离子电 池有内部膨胀爆炸危险;因而电池必须装有安全阀; 作为安全保障 安全阀结构巧妙;为用激光焊接牢固 的 一定形状的两个铝质金属片;由激光熔斑形成的 抗拉强度;需在设计值范围之内;即通过激光熔斑使 电池内部形成通路;但当内部压力升高到一定值时; 激光熔斑被撕开;起到保护作用
图3 3 激光深熔焊接小孔效应示意
激光深熔焊接依靠小孔效应;使激光光束的光能传 向材料深部;激光功率足够大时;小孔深度加大;随 着激光光束相对于焊件的移动;金属液体凝固形成 焊缝;焊缝窄而深;其深宽比可达到12：1 激光深 熔焊接需要足够高的激光功率;但几百瓦的CO2激 光器;当激光模式好时;也能产生小孔效应;这是因 为基模光束聚焦后能够获得高功率密度
第3 章 激光焊接技术
31 概 述 3 2 激光焊接原理 3 3 激光焊接技术参数的作用与实验选择 3 4 激光焊接实用举例 3 5 激光焊接技术的发展前景
31 概 述
激光焊接是一种无接触加工方式;对焊接零件没有 外力作用 激光能量高度集中;对金属快速加热后快 速冷却;对许多零件来讲;热影响可以忽略不计;可 认为不产生热变形或者说热变形极小 能够焊接高 熔点 难熔 难焊的金属;如钛合金 铝合金等 激光焊 接过程对环境没有污染;在空气中可以直接焊接;与 需在真空室中焊接的电子束焊接方法比较;激光焊 接技术简便
激光焊接在电子工业 国防工业 仪表工业 电池工 业 医疗仪器以及许多行业中均得到了广泛的应用
图3 1 激光焊接的零件
3 2 激光焊接原理

2020/3/21
激光功率密度是激光焊接的一个关键参数，激光功率密度不 同时材料达到熔点和沸点的时间不同。
两种功率密度下金属表层及底层的温度与时间的关系。
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材料达到熔化所需的激光功率密度：
Fm
0.885Tm K ktp
材料达到沸点所需的激光功率密度：
Fv
0.885TvK ktp
yag激光焊接机激光波长1064nm激光功率50w100w200w400w激光光束直径5mm6mm7mm8mm最大激光能量25j50j100j180j脉冲宽度0110ms可根据用户要求选定其它脉宽脉冲重复率1200hz可根据用户要求选定其它脉冲重复率激光头尺寸900180180mm1200180180mm供电要求380vac5kva380vac6kva380vac8kva380vac15kva冷却方式闭环水冷焊接头光学传输聚焦还焦距75mm聚焦光斑直径02mm标准工作台电控xy移动台行程150x150mm控制器电脑编程可选附件激光制冷机ccd监视系统7几种激光焊接机的技术参数2520203206激光焊接的应用在工业发达国家激光焊接已在许多工业部门得到应用而汽车是其中最重要的部门最典型的例子是车身覆盖件剪裁激光拼焊
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3、激光焊接技术概述
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激光焊接是以高功率聚焦激光束为热源，熔化材料形 成焊接接头的高精度高效率焊接方法。
激光焊接的应用始于1964年，但早期仅限于用小功 率脉冲固体激光器进行薄小零件的焊接。70年代以来， 随着千瓦级大功率CO2激光器的出现，激光深熔焊得到 了迅速的发展。激光焊接的厚度已从零点几毫米提高到 50mm，已应用于汽车、钢铁、航空、原子能、电气电 子等重要工l部门。目前在世界各国激光加工的应用领域 中，激光焊接的应用仅次于激光切割，约占20.9％。