激光焊的主要工艺参数对焊接质量的影响
一、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104~105W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107W/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℃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。
二、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.激光脉冲波形
激光脉冲波形在脉冲激光焊接中是一个重要问题，尤其对于高反材料的焊接。当高强度激光束射入材料表面，会将30～80％的激光能量反射而损失掉，尤其是金、银、铜、铝、钛等材料反射强、传热快。一个激光脉冲讯号过程中，金属的反射率随时间而变化。当材料表面温度升高到熔点时，反射率会迅速下降，当表面处于熔化状态时，反射稳定于某一值。对于波长1064μm的激光束，大多数材料初始反射率较高，因此常采用带有前置尖峰的激光输出波形，利用开始出现的尖峰迅速改变表面状态，使
其温度上升至熔点，从而使材料表面反射率较低。对于钢及类似等黑金属，其表面反射率比有色金属低，宜采用平坦的激光波形。在实际焊接中可针
对不同材料的焊接特性，灵活调整脉冲波形。如对于易脆材料可以采用能
量缓慢降低的脉冲波形,减慢冷淬速度。
3.激光脉冲宽度
脉宽由熔深与热影响分区确定，脉宽越长热影响区越大，熔深是随脉
宽的1/2次方增加。但脉冲宽度的增大会降低峰值功率，因此增加脉冲宽
度一般用于热传导焊接方式，形成的焊缝尺寸宽而浅，尤其适合薄板和厚
板的搭接焊。但是，较低的峰值功率会导致多余的热输入。对于每种材料，都有一个可使熔深达到最大的最佳脉冲宽度。钢的最佳脉冲宽度为（5～8）某103S。
4.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。
5.透镜焦距
焊接时通常采用聚焦方式会聚激光，一般选用63~254mm(2.5”~10”)焦距的透镜。聚焦光斑大小与焦距成正比，焦距越短，光斑越小。但焦距
长短也影响焦深，即焦深随着焦距同步增加，所以短焦距可提高功率密度，
但因焦深小，必须精确保持透镜与工件的间距，且熔深也不大。由于受焊
接过程中产生的飞溅物和激光模式的影响，实际焊接使用的最短焦深多为
焦距126mm(5”)当接缝较大或需要通过加大光斑尺寸来增加焊缝时，可
选择
254mm(10”)焦距的透镜，在此情况下，为了达到深熔小孔效应，需
要更高的激光输出功率（功率密度）。
当激光功率超过2kW时，特别是对于10.6μm的CO2激光束，由于采
用特殊光学材料构成光学系统，为了避免聚焦透镜遭光学破坏的危险，经
常选用反射聚焦方法，一般采用抛光铜镜作反射镜。由于能有效冷却，它
常被推荐用于高功率激光束聚焦。
6.焦点位置
焊接时，为了保持足够功率密度，焦点位置至关重要。焦点与工件表
面相对位置的变化直接影响焊缝宽度与深度。采用短焦距可获得较高的能
量密度，光斑小,要求工件配合间隙要小。长焦距能量密度低，焦距较大，但仍可维持一定的能量密度。对接头定位的精度不高时，能量密度足够用
于焊接时，可采用长焦距焊接。焦平面位于工件上方的为正离焦，反之为
负离焦。正、负离焦量相等时，平面上的功率密度近似相同，但熔池形状
不同。在实际运用中，薄板焊接时，熔深小，适宜用正离焦；熔深较大时，采用负离焦，如果离焦太远效果也不明显，能量也比较容易分散。通过调
节离焦量可以在光束的某一截面选择一光斑直径使其能量密度适合于焊接。在实际加工中，离焦量的控制应先在加工的材料上进行试加工，选择合适
的电流及脉宽大小、激光频率，看激光在材料上的情况，合适的离焦量基
本无熔渣溅出。
在大多数激光焊接应用场合，通常将焦点的位置设置在工件表面之下
大约所需熔深的1/4处。
7.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。
8.焊接速度
提高焊接速度会使熔深变浅。所以，一般在焊接薄板或焊接性较好材
料时使用高速焊接；厚板、难焊材料速度要降低。焊接速度对熔池和焊缝
形状也有影响。低速下熔池大而宽，且易产生下塌，高速焊接时，焊缝中
心强烈流动的液态金属由于来不及从新分布，便在焊缝两侧凝固，形成不
平整焊缝。对于一定激光功率和一定厚度的某特定材料都有一个合适的焊
接速度范围。下图给出了1018钢焊接速度与熔深的关系。
9.保护气体
激光焊接过程常使用惰性气体来保护熔池，当某些材料焊接可不计较
表面氧化时则也可不考虑保护，但对大多数应用场合则常使用氦、氩、氮
等气体作保护，使工件在焊接过程中免受氧化。
氦气不易电离（电离能量较高），可让激光顺利通过，光束能量不受
阻碍地直达工件表面。这是激光焊接时使用最有效的保护气体，但价格比
较贵。
氩气比较便宜，密度较大，所以保护效果较好。但它易受高温金属等
离子体电离，结果屏蔽了部分光束射向工件，减少了焊接的有效激光功率，也损害焊接速度与熔深。使用氩气保护的焊件表面要比使用氦气保护时来
得光滑。
氮气作为保护气体最便宜，但对某些类型不锈钢焊接时并不适用，主
要是由于冶金学方面问题，如吸收，有时会在搭接区产生气孔。
使用保护气体的第二个作用是保护聚焦透镜免受金属蒸气污染和液体
熔滴的溅射。特别在高功率激光焊接时，由于其喷出物变得非常有力，此
时保护透镜则更为必要。
保护气体的第三个作用是对驱散高功率激光焊接产生的等离子屏蔽很
有效。金属蒸气吸收激光束电离成等离子云，金属蒸气周围的保护气体也
会因受热而电离。如果等离子体存在过多，激光束在某种程度上被等离子
体消耗。等离子体作为第二种能量存在于工作表面，使得熔深变浅、焊接
熔池表面变宽。通过增加电子与离子和中性原子三体碰撞来增加电子的复
合速率，以降低等离子体中的电子密度。中性原子越轻，碰撞频率越高，
复合速率越高；另一方面，只有电离能高的保护气体，才不致因气体本身
的电离而增加电子密度。
表常用气体和金属的原子(分子)量和电离能
氦气电离最小，密度最小，它能很快地驱除从金属熔池产生的上升的
金属蒸气。所以用氦作保护气体，可最大程度地抑制等离子体，从而增加
熔深，提高焊接速度；由于质轻而能逸出，不易造成气孔。当然，从我们
实际焊接的效果看，用氩气保护的效果还不错。
等离子云对熔深的影响在低焊接速度区最为明显。当焊接速度提高时，它的影响就会减弱。
保护气体是通过喷嘴口以一定的压力射出到达工件表面的，喷嘴的流
体力学形状和出口的直径大小十分重要。它必须以足够大以驱使喷出的保
护气体覆盖焊接表面，但为了有效保护透镜，阻止金属蒸气污染或金属飞
溅损伤透镜，喷口大小也要加以限制。流量也要加以控制，否则保护气的
层流变成紊流，大气卷入熔池，最终形成气孔。
为了提高保护效果，还可用附加的侧向吹气的方式，即通过一较小直
径的喷管将保护气体以一定的角度直接射入深熔焊接的小孔。保护气体不
仅抑制了工件表面的等离子体云，而且对孔内的等离子体及小孔的形成施
加影响，熔深进一步增大，获得深宽比较为理想的焊缝。但是，此种方法
要求精确控制气流量大小、方向，否则容易产生紊流而破坏熔池，导致焊
接过程难以稳定。
10.激光束位置
对不同的材料进行激光焊接时，激光束位置控制着焊缝的最终质量，
特别是对接接头的情况比搭接结头的情况对此更为敏感。例如，当淬火钢
齿轮焊接到低碳钢鼓轮，正确控制激光束位置将有利于产生主要有低碳组
分组成的焊缝，这种焊缝具有较好的抗裂性。有些应用场合，被焊接工件
的几何形状需要激光束偏转一个角度，当光束轴线与接头平面间偏转角度在100度以内时，工件对激光能量的吸收不会受到影响。
11.焊接起始、终止点的激光功率渐升、渐降控制
激光深熔焊接时，不管焊缝深浅，小孔现象始终存在。当焊接过程终止、关闭功率开关时，焊缝尾端将出现凹坑。另外，当激光焊层覆盖原先焊缝时，会出现对激光束过度吸收，导致焊件过热或产生气孔。
为了防止上述现象发生，可对功率起止点编制程序，使功率起始和终止时间变成可调，即起始功率用电子学方法在一个短时间内从零升至设置功率值，并调节焊接时间，最后在焊接终止时使功率由设置功率逐渐降至零值。
三、激光深熔焊特征及优、缺点
1.激光深熔焊的特征
1)高的深宽比。因为熔融金属围着圆柱形高温蒸气腔体形成并延伸向工件，焊缝就变成深而窄。
2)最小热输入。因为小孔内的温度非常高，熔化过程发生得极快，输入工件热量很低，热变形和热影响区很小。
3)高致密性。因为充满高温蒸气的小孔有利于焊接熔池搅拌和气体逸出，导致生成无气孔的熔透焊缝。焊后高的冷却速度又易使焊缝组织细微化。
4)强固焊缝。因为炽热热源和对非金属组分的充分吸收，降低杂质含量、改变夹杂尺寸和其在熔池中的分布。焊接过程无需电极或填充焊丝，熔化区受污染少，使得焊缝强度、韧性至少相当于甚至超过母体金属。
5)精确控制。因为聚焦光点很小，焊缝可以高精确定位。激光输出无“惯性”，可在高速下急停和重新起始，用数控光束移动技术则可焊接复
杂工件。
6)非接触大气焊接过程。因为能量来自光子束，与工件无物理接触，
所以没有外力施加工件。另外，磁和空气对激光都无影响。
2.激光深熔焊的优点
1)由于聚焦激光比常规方法具有高得多的功率密度，导致焊接速度快，受热影响区和变形都很小，还可以焊接钛等难焊的材料。
2)因为光束容易传输和控制，又不需要经常更换焊枪、喷嘴，又没有
电子束焊接所需的抽真空，显著减少停机辅助时间，所以有荷系数和生产
效率都高。
3)由于纯化作用和高的冷却速度，焊缝强度、韧性和综合性能高。
4)由于平均热输入低，加工精度高，可减少再加工费用；另外，激光
焊接运转费用也较低，从而可降低工件加工成本。
5)对光束强度和精细定位能有效控制，容易实现自动化操作。
3.激光深熔焊的缺点
1)焊接深度有限。
2)工件装配要求高。
3)激光系统一次性投资较高
影响激光焊接的参数 对激光焊接的质量产生直接影响的参数包括：激光脉冲的能量、激光束光斑直径、激光脉冲的频率、激光的脉宽、激光的脉冲波形、被焊材料的相对光吸收率、焊接速度、保护气体等。 激光脉冲的能量 是指单个激光脉冲能最大输出的能量，单位是J（焦耳）。这是新华鹏激光器的一个主要参数，它决定了激光器所能产生的最大能量，按照模具修复的用途来说，激光能量在70J以下已经能满足任何场合的需要了，再大的能量也是白费，或根本用不上，而且带来激光电源体积和散热器体积的不断增大，降低了电源的使用效率。 激光光斑聚焦直径 这是反映激光器设计性能的一个极为重要的参数，单位是（mm），它决定了激光的功率密度和加工范围。如果激光器的光学设计合理先进，激光能量集中，聚焦准确，能把激光光斑直径控制在0.2mm-2mm的范围，而能否把激光的聚焦直径控制在0.2mm是对激光发生器的一个严格的考验。国内一般设计的激光器，由于只想降低成本，因此，激光的器件加工简陋，设计并不严谨，激光在谐振腔里发散严重，导致难以准确聚焦，其激光器输出的激光光斑直径根本达不到标称的0.2mm，而只能最小达到0.5mm，而由于激光的发散，令输出的激光束不能呈规则的圆形，这就造成了激光实际照射区域过大，出现烧蚀焊缝的现象，即在焊缝的两端出现不必要的激光照射而令焊缝两端呈现凹陷，这种现象对于修补已经抛光的模具影响尤为严重，有时甚至会令模具报废。同普公司的激光器设计精良，选料严格，精心调试，使其激光器输出的光束光斑直径能进行精密的监控，使聚焦光斑的大小最小能达到0.2mm，并能在0.2mm和2mm的范围里进行无级调节，达到国际的先进水平。 激光脉冲的频率 这是反映激光器在一秒内能打出多少个脉冲的能力，单位是（Hz）。首先需要说明的是，焊接金属是使用激光的的能量，而在激光功率恒定的情况下，频率越高，每个激光输出的能量就越小，因此，我们需要在保证激光的能量足够熔化
激光焊的主要工艺参数对焊接质量的影响 一、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104~105W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107W/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℃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。 二、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.激光脉冲波形 激光脉冲波形在脉冲激光焊接中是一个重要问题，尤其对于高反材料的焊接。当高强度激光束射入材料表面，会将30～80％的激光能量反射而损失掉，尤其是金、银、铜、铝、钛等材料反射强、传热快。一个激光脉冲讯号过程中，金属的反射率随时间而变化。当材料表面温度升高到熔点时，反射率会迅速下降，当表面处于熔化状态时，反射稳定于某一值。对于波长1064μm的激光束，大多数材料初始反射率较高，因此常采用带有前置尖峰的激光输出波形，利用开始出现的尖峰迅速改变表面状态，使
不锈钢激光焊接工艺参数 【实用版】 目录 一、引言 二、不锈钢激光焊接的原理与特点 三、不锈钢激光焊接的工艺参数 四、不锈钢激光焊接的优点及应用领域 五、结论 正文 一、引言 不锈钢激光焊接技术作为一种先进的焊接方法，在现代工业领域中得到了广泛的应用。其具有焊接速度快、焊缝质量高、效率高等优点，为制造业、粉末冶金、汽车工业、电子工业、生物医学等各个领域提供了高效且可靠的焊接解决方案。本文将详细介绍不锈钢激光焊接的工艺参数，以期为实际生产中提供参考。 二、不锈钢激光焊接的原理与特点 不锈钢激光焊接是利用激光束作为焊接热源，通过特定的方法激励活性介质，使其在谐振腔中往返震荡，进而转化成受激辐射光束。当光束与工件相互接触时，其能量被工件吸收，使工件温度升高至熔点，从而实现焊接。不锈钢激光焊接具有以下特点： 1.焊接速度快：比传统焊接快 2-10 倍，提高生产效率。 2.焊缝质量高：焊接过程稳定，焊缝平整、美观，减少后续打磨工序。 3.效率高：一台机器一年至少可以省 2 个焊工，降低人力成本。 三、不锈钢激光焊接的工艺参数
不锈钢激光焊接的工艺参数主要包括激光功率、脉冲宽度、脉冲形状、激光脉冲重复频率等。这些参数会影响到焊接过程中的熔深、焊缝形状等因素，因此需要根据实际需求进行调整。 1.激光功率：激光功率对焊接深度的影响较大。低于激光能量密度阈值时，熔深很浅；达到或超过阈值时，熔深会大幅度提高。因此，需要根据材料和工件厚度选择合适的激光功率。 2.脉冲宽度：脉冲宽度决定了激光功率在单位时间内的作用时间，会影响熔深的大小。较窄的脉冲宽度可以实现高峰值功率，提高熔深；而较宽的脉冲宽度则可以使熔深较浅，适用于薄板焊接。 3.脉冲形状：脉冲形状会影响焊接过程中的能量分布。不同的脉冲形状会导致焊缝形状和熔深不同，需要根据实际需求进行选择。 4.激光脉冲重复频率：激光脉冲重复频率决定了焊接过程中的焊接速度。较高的重复频率可以提高焊接速度，降低生产周期。 四、不锈钢激光焊接的优点及应用领域 不锈钢激光焊接具有焊接速度快、焊缝质量高、效率高等优点，逐渐成为现代工业领域的重要焊接技术。其应用领域广泛，涵盖了制造业、粉末冶金、汽车工业、电子工业、生物医学等各个领域。 五、结论 不锈钢激光焊接技术作为一种先进的焊接方法，具有显著的优势和广泛的应用前景。通过合理调整工艺参数，可以实现高效、高质量的焊接效果。
激光焊工艺参数 引言 激光焊是一种高精度、高效率的焊接方法，其工艺参数对焊接质量和效率具有重要影响。本文将对激光焊工艺参数进行全面、详细、完整深入地探讨，以帮助读者更好地理解和应用激光焊技术。 二级标题一：激光焊的原理 激光焊是利用激光束的高能量和高浓度，将焊接材料瞬间加热至熔化或蒸发的焊接技术。其原理主要包括以下几个方面： 三级标题一：吸收特性 激光束在金属材料表面的吸收特性影响着焊接效果。不同材料的吸收率会因为激光波长的不同而有所差异。通常，金属材料对于激光大部分是反射的，只有激光的一小部分被吸收从而转化为热能。 三级标题二：热传导 激光焊时，激光束瞬间加热的区域会导致焊缝两侧的材料发生热传导。合理的热传导可以提高焊缝的质量和强度，减少变形。 三级标题三：熔化和凝固 激光的高能量可以瞬间将焊接材料加热至熔化温度，形成液态金属。然后，激光束被停止时，熔融金属迅速冷却凝固，形成焊缝。 二级标题二：影响激光焊质量的工艺参数 激光焊的质量受到众多工艺参数的影响。下面将介绍几个关键的工艺参数和它们对焊接质量的影响。
三级标题一：激光功率 激光功率是指单位时间内激光束向焊接工件输入的能量。激光功率的大小直接影响焊接速度和焊缝形成的深度。功率过低会导致焊缝不完全，功率过高则容易引起过烧现象。 三级标题二：激光扫描速度 激光扫描速度是指激光束在工件表面的移动速度。高速度可以提高焊接效率，但可能会影响焊缝的充实度和质量。 三级标题三：焦点位置 焦点位置是指激光束与焊接工件之间的最佳焦距位置。焦点位置的调整可以控制焊缝的宽度和深度。 三级标题四：辅助气体 辅助气体在激光焊过程中起到保护焊缝，去除熔融金属等作用。常用的辅助气体有惰性气体、氧气或氮气等。合理选择辅助气体可以减少焊缝气孔和氧化物的形成。 二级标题三：激光焊工艺参数的优化方法 为了获得理想的焊接质量，激光焊工艺参数需要进行优化。下面将介绍几种常见的优化方法。 三级标题一：试焊实验 通过试焊实验，可以调整和优化激光功率、扫描速度、焦点位置等工艺参数，以获得最佳的焊接质量。 三级标题二：数值模拟 利用数值模拟软件对激光焊过程进行模拟，可以预测焊接质量和最优参数配置。通过不断调整工艺参数，可以提高焊接质量。
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104~105W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107W/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25000c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。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
激光焊接参数对焊接接头质量影响的研究 激光焊接是一种高精度、高效率的金属连接工艺，广泛应用于航空、汽车、电 子等领域。在进行激光焊接时，不同的焊接参数对焊接接头的质量有着重要的影响。本文将从焊接速度、功率密度和焊接深度三个方面，探讨激光焊接参数对焊接接头质量的影响。 1. 焊接速度对焊接接头质量的影响 焊接速度是指激光焊接过程中激光束在焊接接头上移动的速度。快速的焊接速 度能够减少焊接过程中的热影响区，从而减少焊接接头的变形和晶界的析出，提高焊接接头的力学性能。然而，过快的焊接速度也会导致未完全熔化的情况出现，影响焊接接头的质量。因此，选择合适的焊接速度对于保证焊接接头的质量至关重要。 2. 功率密度对焊接接头质量的影响 功率密度是指激光焊接时激光束在焊接区域的功率与其所覆盖的面积的比值。 高功率密度可以提高焊接速度，减少热影响区的大小，从而减少焊接接头的变形。同时，高功率密度还能够促使金属材料迅速熔化和凝固，提高焊接接头的强度和密实性。然而，过高的功率密度可能会导致焊接接头表面出现缺陷，如气孔和裂纹，降低焊接接头的质量。因此，在选择焊接参数时需要根据具体情况合理调整功率密度，以获得理想的焊接接头质量。 3. 焊接深度对焊接接头质量的影响 焊接深度是指激光焊接过程中激光束在焊接接头内部熔化的深度。适当的焊接 深度可以确保焊缝与母材的良好结合，提高焊接接头的强度和密实性。然而，过大的焊接深度可能会导致焊接接头内部产生气孔等缺陷，降低焊接接头的质量。因此，在确定焊接深度时需要综合考虑材料的性质和焊接接头的要求。
综上所述，激光焊接参数对焊接接头质量有着重要的影响。在进行激光焊接时，需要根据具体需求选择合适的焊接速度、功率密度和焊接深度，以保证焊接接头的质量。在实际应用中，还可以通过优化焊接参数的组合，进一步提高焊接接头的质量。同时，对焊接参数的研究和优化也是激光焊接技术发展的重要方向，有助于推动激光焊接技术在各个应用领域的进一步发展和应用。 总之，激光焊接参数对焊接接头质量的影响是一个复杂的问题。通过合理选择 和调整焊接速度、功率密度和焊接深度等参数，可以最大程度地提高焊接接头的质量。然而，在实际应用中，仍需要进一步深入研究和探索，以满足不同领域对焊接接头质量的不断提高的需求。只有不断创新和改进，才能使激光焊接技术更好地为工业制造和科学研究等领域服务。
影响激光焊接质量的工艺参数 激光焊接是一种高能量密度焊接方法，通过激光束将焊接材料加热至 熔点或过熔点，从而实现焊接。激光焊接的质量受到多个工艺参数的影响，下面将详细介绍其中几个重要的参数。 1.激光功率：激光束的功率直接影响焊接能量的输入。功率过低时， 无法完全融化材料，焊缝质量不佳；功率过高则容易导致热影响区过大， 引起热裂纹等问题。因此，选择适当的激光功率是保证焊接质量的重要因素。 2.焦点位置和焦距：焦点位置和焦距直接影响激光束的焦斑大小和形状。过大或过小的焦斑都会影响焊缝的质量。通常情况下，使用聚焦激光 束产生适当大小和形状的焦斑，可以得到较好的焊缝形貌。 3.焊接速度：焊接速度是指激光焊接时焊缝的线速度。焊接速度过快 会导致焊接区域温度不足，焊缝充盈不良；焊接速度过慢则会引起过热或 烧蚀等问题。因此，选择适当的焊接速度是保证焊接质量的重要因素。 4.材料选择和材料厚度：不同材料和材料厚度对激光焊接的影响也不同。激光焊接适用于许多金属材料，如钢、铝、铜等。不同材料的熔点和 热导率不同，需要根据具体情况选择适当的焊接参数。此外，材料厚度也 影响焊接质量。通常情况下，较厚的材料需要较高的功率和焊接速度，以 充分融化和填充焊缝。 5.辅助气体选择和流量：辅助气体的选择和流量对激光焊接的影响也 非常重要。辅助气体可以起到清除焊接区域氧气、保护熔池和控制热输入 的作用。常用的辅助气体包括氮气、氩气、氧气等。不同气体对焊接质量 的影响不同，需要根据具体情况选择适当的气体和流量。
除了上述参数，还有一些其他的工艺参数也会对激光焊接质量产生影响，例如激光束扫描速度、脉冲频率、脉冲宽度等。这些参数的选择都需 要根据具体焊接材料、焊接形式和要求来确定。 总之，激光焊接质量受多个工艺参数的影响，只有合理选择和控制这 些参数，才能够实现高质量的焊接。因此，在进行激光焊接时，需要综合 考虑上述参数，并根据具体情况进行调整和优化，以实现理想的焊接效果。
影响激光焊接质量的主要因素 激光焊接是一种高能量集中、高速度、高稳定性的焊接方法，具有热 影响小、接头狭窄、焊缝少、精确控制焊接热输入等特点。然而，激光焊 接质量的好坏受多种因素的影响，以下是一些主要的因素。 1.激光功率密度：激光功率密度是激光焊接中最重要的参数之一，它 直接影响到焊接速度和深度。合适的功率密度可以确保焊缝的渗透深度和 宽度适当，同时避免过度熔化和焊缝变形。 2.焦点位置和焦点尺寸：激光焦点位置的选择和焦点尺寸的调整会直 接影响到焊缝质量。合适的焦点位置可以集中能量到焊缝处，保证焊缝的 形成，而合适的焦点尺寸可以控制焊接线能量密度的分布，从而影响焊缝 的外观和性能。 3.激光束模式：激光束的模式也会影响激光焊接质量。常见的激光束 模式有基模（TEM00）、高阶模式（TEM01、TEM10）等。基模激光束具有 较小的焦斑尺寸和较高的功率密度，适合焊接精细部件；高阶模式激光束 焦斑尺寸较大，热输入均匀，适合焊接大尺寸结构件。 4.配位气体和气体流量：激光焊接过程中，常使用惰性气体（如氩气、氦气）作为保护气体，以减少熔池中氧和氮的污染。合适的气体选择和流 量调节不仅可以保护焊接过程中的熔池，还可以促进熔池流动和气泡排除，提高焊缝质量。 5.单脉冲和多脉冲焊接：激光焊接可以使用单脉冲或多脉冲的方式进 行焊接。单脉冲焊接适用于一些对焊接速度要求较高的场合，而多脉冲焊 接则适用于一些对焊接质量要求较高的场合。多脉冲焊接可以通过调整脉 冲个数、脉冲间隔等参数来改善焊缝形貌和焊接质量。
6.板材表面情况：焊接前的板材表面情况也会对激光焊接质量产生重 要影响。板材表面的油污、氧化物或者锈蚀物会影响激光的吸收和传播， 从而影响焊缝的形成和质量。因此，在焊接前需要进行合适的表面处理， 例如清洁、抛光、打磨等。 7.焊接速度和焊接过程的稳定性：焊接速度的选择和焊接过程的稳定 性也是影响激光焊接质量的重要因素。过高的焊接速度会导致焊接缺陷， 而过低的焊接速度则可能造成过度熔化和变形。同时，焊接过程中的振动、温度变化等因素也会对焊接质量产生影响，因此需要保证焊接过程的稳定性。 综上所述，激光焊接质量的好坏受到多个因素的影响，需要综合考虑 这些因素，并进行合理调节和优化，才能保证激光焊接的质量。
不锈钢激光焊接工艺参数 一、激光功率 激光功率是激光焊接过程中最重要的参数之一。它直接决定了焊接的深度和强度。在激光功率较低时，焊接深度和强度都会受到影响。而当激光功率过高时，可能会引起过热或熔池飞溅等问题。因此，选择合适的激光功率是非常重要的。通常，根据焊接材料和厚度来选择激光功率。 二、脉冲宽度 脉冲宽度是激光脉冲持续时间的长度。它与激光功率和脉冲形状一起影响焊接效果。较短的脉冲宽度可以产生更深的焊接深度，但也可能导致飞溅等问题。较长的脉冲宽度可以减少飞溅，但焊接深度可能会受到影响。因此，选择合适的脉冲宽度也是非常重要的。通常，根据焊接材料和厚度来选择脉冲宽度。 三、脉冲形状 脉冲形状是指激光脉冲的波形。它对焊接效果也有很大的影响。不同类型的脉冲形状可以产生不同的焊接效果。例如，峰形脉冲可以产生更深的焊接深度，而矩形脉冲可以减少飞溅。因此，选择合适的脉冲形状也是非常重要的。通常，根据焊接材料和厚度来选择脉冲形状。 四、激光脉冲重复频率 激光脉冲重复频率是指激光脉冲之间的间隔时间。它对焊接速度和热影响区的大小都有影响。较高的重复频率可以增加焊接速度，但
也可能导致热影响区增大，焊接质量下降。较低的重复频率可以减少热影响区，但也可能导致焊接速度下降。因此，选择合适的重复频率也是非常重要的。通常，根据焊接材料和厚度来选择重复频率。 五、焦点位置 焦点位置是指激光束聚焦后的位置。它对焊接深度和宽度都有影响。焦点位置过于靠前或靠后都会导致焊接深度和宽度不足。因此，选择合适的焦点位置也是非常重要的。通常，根据焊接材料和厚度来选择焦点位置。 六、焊接速度 焊接速度是指在单位时间内完成的焊接长度或点数。它对焊接质量和效率都有影响。较慢的焊接速度可以增加焊接质量和深度，但也可能导致生产效率下降。较快的焊接速度可以增加生产效率，但也可能导致焊接质量和深度下降。因此，选择合适的焊接速度也是非常重要的。通常，根据焊接材料和厚度来选择焊接速度。 七、气体保护 在激光焊接过程中，使用气体保护可以防止金属表面氧化和减少杂质污染。通常，使用氩气或氦气等惰性气体作为保护气体。在选择气体保护时，需要根据焊接材料和厚度来确定所需的气体流量和压力。如果流量或压力不足，可能会导致保护效果不好，从而影响焊接质量。 八、预处理和后处理 在进行激光焊接前，需要对金属表面进行清理和预热等预处理工作，以确保金属表面干净、干燥且温度适宜。在完成激光焊接后，还
激光焊接参数对焊缝熔深和熔宽的影响机制 1. 引言 激光焊接作为一种高能量密度、高效率的焊接方法，在工业制造中得到了广泛应用。激光焊接参数的选择对焊接质量具有重要影响，其中焊缝熔深和熔宽是两个关键的焊接质量指标。本文将探讨激光焊接参数（如功率、焦距、扫描速度等）对焊缝熔深和熔宽的影响机制。 2. 激光焊接参数 2.1 功率 激光焊接功率是激光束每秒传递给工件的能量，直接影响焊缝的熔深和熔宽。功率越大，焊接区域的温度升高，导致更大的熔深和熔宽。 2.2 焦距 焦距是激光焊接头焦点到工件表面的距离，影响焦点能量密度分布。较小的焦距通常导致更高的能量密度，从而影响焊缝的熔深和熔宽。 2.3 扫描速度 扫描速度是激光焊接头在工件表面移动的速度。较高的扫描速度通常会导致较小的熔深和较窄的熔宽，因为焊接区域的加热时间减少。 3. 影响机制 3.1 温度分布 激光焊接时，焊接区域受到高能量密度的激光束照射，导致温度急剧升高。功率的增加会使焊接区域温度升高，从而增加熔深和熔宽。 3.2 熔池形成 焊接过程中，激光能量使工件表面产生熔池。功率较大、焦距较小的情况下，形成的熔池更大，熔深和熔宽相应增加。 3.3 凝固速度 焊接后，熔池要经历冷却凝固过程。较高的扫描速度会导致凝固速度增加，使熔池在较短时间内冷却凝固，从而减小熔深和熔宽。 3.4 热输入 热输入是焊接区域单位宽度上的总热量，与功率、焦距和扫描速度等参数有关。适当的热输入可调节焊缝的宽度和深度，影响焊接效果。 4. 最佳参数选择 4.1 平衡 在选择激光焊接参数时，需要平衡熔深和熔宽之间的关系。过高的功率和过小的焦距可能导致过大的熔深，而过高的扫描速度则可能导致较小的熔深。 4.2 焦点位置
不锈钢激光焊接工艺参数 摘要： I.引言 - 激光焊接工艺介绍 - 不锈钢激光焊接的应用 II.不锈钢激光焊接工艺参数 - 激光功率 - 焊接速度 - 焊接头距离 - 激光束直径 - 焊接材料成分 - 辅助吹气 III.激光焊接工艺对不锈钢焊缝质量的影响 - 焊缝形成过程 - 焊缝质量评估 - 影响因素分析 IV.优化不锈钢激光焊接工艺参数的方法 - 实验方法 - 数据分析 - 参数调整建议 V.结论
- 工艺参数对不锈钢激光焊接的重要性 - 优化后的焊接效果提升 正文： 不锈钢激光焊接工艺参数对于焊接质量和效率有着至关重要的影响。在本文中，我们将详细介绍不锈钢激光焊接工艺参数，包括激光功率、焊接速度、焊接头距离、激光束直径、焊接材料成分和辅助吹气等。同时，我们也将讨论这些参数如何影响不锈钢焊缝的质量，以及如何优化这些参数以提升焊接效果。 首先，激光功率是影响不锈钢激光焊接的最主要参数之一。激光功率的大小决定了激光束的能量密度，从而影响了材料的熔化和蒸发。在不锈钢焊接过程中，适当的激光功率能够保证材料充分熔化，形成良好的焊缝。然而，过高的激光功率可能导致焊缝周围的材料过度蒸发，形成气孔和裂纹，降低焊接质量。 其次，焊接速度也是影响焊接效果的重要参数。焊接速度决定了焊接过程中激光束对材料的作用时间，影响了材料的熔化和凝固。在不锈钢激光焊接过程中，过高的焊接速度可能导致熔池深度的不足，从而影响焊缝的质量。因此，选择合适的焊接速度对于获得高质量的焊缝至关重要。 此外，焊接头距离、激光束直径、焊接材料成分和辅助吹气等参数也会对不锈钢激光焊接工艺产生影响。通过对这些参数进行优化，可以提高不锈钢焊缝的质量，提升焊接效率。 在实际生产过程中，可以通过实验方法和数据分析来调整和优化不锈钢激光焊接工艺参数。通过实验，可以获得一系列的焊接参数和相应的焊缝质量数
激光器焊接工艺参数优化及其对焊接质量的影响分析 激光器焊接工艺是一种常用的焊接方法，具有高效、精确和稳定等优点，广泛应用于制造业中。激光器焊接工艺的参数对焊接质量有着重要的影响，合理的参数选择能够提高焊接质量，提高生产效率。本文将探讨激光器焊接工艺参数优化及其对焊接质量的影响。 激光器焊接工艺参数主要包括激光功率、激光束直径、焦距、激光脉冲频率、焊接速度等。这些参数直接影响焊缝形成和焊接质量的稳定性。在确定这些参数时，需要综合考虑焊接材料的性质、焊件的类型和大小、焊接要求等因素。 首先，激光功率是指激光器单位时间内发出的能量，决定了焊接过程中的热输入量。功率过低会导致焊缝质量不良，功率过高则容易引起焊缝溶洞、熔皮等缺陷。因此，选择合适的激光功率非常重要。在确定激光功率时，可以通过试验和经验总结得到一些关于功率与焊缝质量之间的关系，以便更好地选择合适的功率。 其次，激光束直径和焦距决定了激光束在焊接过程中的热功率密度分布。激光束直径和焦距的选择应根据焊件的材料和尺寸，以及所要求的焊缝形态进行优化。通过调整激光束直径和焦距，可以控制焊缝的宽度、深度和形状，以满足不同工件的需求。 再次，激光脉冲频率是指激光器单位时间内发出的脉冲数量，也称为脉冲频率。脉冲频率对焊接质量有重要影响，过低的脉冲频率容易造成焊接缺陷，而过高的脉冲频率则会增加焊接热
输入，导致过烧、过烫等问题。因此，需要选择适当的脉冲频率，以确保焊接质量。 最后，焊接速度是指焊缝在激光束照射下焊接过程中的移动速度。焊接速度的选择需要考虑焊接材料的熔化温度和熔池形态、焊缝要求等因素。过快的焊接速度容易导致焊缝不完整，过慢的焊接速度则容易产生焊缝凹陷和焊瘤等问题。因此，需要根据具体情况选择适当的焊接速度。 总之，激光器焊接工艺参数优化对焊接质量具有重要的影响。合理的参数选择可以提高焊接质量，降低焊接缺陷的产生。在确定参数时，需要综合考虑焊接材料、焊件尺寸和形态、焊缝要求等因素，通过试验和经验总结，找到最佳的参数组合。这样可以提高焊接效率，降低成本，提高产品质量。在实际生产过程中，需要不断优化和改进激光器焊接工艺参数，以适应不同工件的需求。随着现代制造业的不断发展，对焊接质量的要求也越来越高。激光器焊接作为一种高效、精确且稳定的焊接方法，逐渐在制造业中得到广泛应用。激光器焊接工艺参数的优化不仅可以提高焊接质量，还可以提高生产效率和降低生产成本。 首先，激光功率是激光器焊接中最重要的参数之一。激光功率的选择直接影响焊接热输入量，从而决定熔池形成的快速性和稳定性。过低的激光功率会导致熔池尺寸过小、焊缝质量不良，过高的激光功率会造成焊缝过度熔化和烧穿。因此，在确定激光功率时，需要考虑焊接材料的热导率、熔化温度和热容量，以及所要求的焊接形态和焊缝质量。通常可以通过试验和经验
激光焊接实验报告 激光焊接实验报告 激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术，近年来在工业生产中得到广泛应用。本次实验旨在探究激光焊接的原理、工艺参数对焊接质量的影响以及激光焊接在不同材料上的应用情况。 一、激光焊接原理 激光焊接是利用激光束高能量密度的特性，使焊接材料局部加热至熔点以上，并通过熔融池的形成和凝固来实现焊接的过程。激光束的高能量密度使得焊接过程能够在极短的时间内完成，从而减少了热对焊接材料的影响区域，避免了热变形和材料的退火等问题。 二、激光焊接工艺参数对焊接质量的影响 在实验中，我们通过调整激光功率、焊接速度和焊接距离等工艺参数，探究它们对焊接质量的影响。 1. 激光功率：激光功率的大小直接影响焊接材料的加热速度和熔融深度。当激光功率过低时，焊接材料无法达到熔点，焊接效果差；当激光功率过高时，会导致焊接材料过度熔化，产生焊缝过宽或焊接变形等问题。因此，选择合适的激光功率对于获得良好的焊接质量至关重要。 2. 焊接速度：焊接速度决定了激光束在焊接材料上停留的时间，直接影响焊接区域的加热时间和冷却速度。当焊接速度过快时，焊接材料的加热时间不足，焊接质量较差；当焊接速度过慢时，焊接区域的热量传导时间过长，可能引起焊接材料的过热和变形。因此，选择适当的焊接速度能够提高焊接质量。 3. 焊接距离：焊接距离是指激光束与焊接材料的距离，它决定了激光束的焦点
位置和焊接区域的大小。当焊接距离过大时，激光束的能量密度降低，焊接质 量下降；当焊接距离过小时，激光束的能量密度过高，可能导致焊接材料熔化 过度。因此，选择合适的焊接距离对于获得理想的焊接效果十分重要。 三、激光焊接在不同材料上的应用情况 激光焊接技术在不同材料上都有广泛的应用，如金属、塑料、陶瓷等。 1. 金属焊接：激光焊接在金属焊接领域具有独特的优势。由于激光束的高能量 密度和聚焦性，可以实现对金属材料的高精度焊接，焊接接头的强度和密封性 都较高。激光焊接还可以用于焊接不同种类的金属材料，如不锈钢、铝合金等。 2. 塑料焊接：激光焊接在塑料焊接中也有着广泛的应用。塑料材料通常具有较 低的熔点和热导率，因此激光焊接可以实现对塑料材料的快速加热和熔化。激 光焊接可以用于焊接塑料管道、塑料零件等。 3. 陶瓷焊接：陶瓷材料具有较高的硬度和脆性，传统的焊接方法往往难以实现 对陶瓷材料的焊接。而激光焊接技术通过高能量密度的激光束，可以实现对陶 瓷材料的局部加热和熔化，从而实现陶瓷材料的焊接。 总结： 通过本次实验，我们深入了解了激光焊接的原理和工艺参数对焊接质量的影响。激光焊接作为一种高精度、高效率的焊接技术，在不同材料上都有广泛的应用 前景。随着激光技术的不断发展和创新，相信激光焊接技术将在未来的工业生 产中发挥越来越重要的作用。
影响激光焊接的参数 激光焊接是一种高能密度焊接技术，通过激光束的瞬时加热使焊接材料熔化并连接在一起。激光焊接的质量和效率受到许多参数的影响，以下是其中一些重要的参数及其影响。 1.激光功率：激光功率是影响激光焊接的最重要参数之一、较高的激光功率可以提供更大的加热能量，从而加速焊接速度和提高焊缝质量。然而，过高的功率可能导致焊接过程中的材料融化和汽化，导致焊接质量下降。 2.激光模式：激光模式是指激光束的空间分布。通常使用的激光模式有高斯模式和顶帽模式。高斯模式具有更高的能量密度，适用于焊接较小的焊缝和精细部件。顶帽模式可提供更大的均匀加热区域，适用于焊接较大的焊缝。 3.扫描速度：扫描速度是指激光束在焊接过程中移动的速度。较高的扫描速度可以减少焊接热影响区域，降低变形和应力集中的风险。然而，过高的扫描速度可能导致焊缝质量下降。 4.焦聚距离：焦聚距离是指激光束从透镜到焊接材料的距离。焦距的选择影响焦点大小和焦点深度。较小的焦点可提供更高的能量密度，适用于焊接较小的焊缝和精细部件。较大的焦点适用于焊接较大的焊缝。 5.辅助气体：在激光焊接过程中，通常使用辅助气体来保护熔池和激光光路。常用的辅助气体有氩气、氮气和氢气等。辅助气体可以有效保护熔池免受大气中的氧化物污染，并帮助消除焊接过程中产生的气孔。
6.材料选择：焊接材料的选择也会对激光焊接过程产生影响。相对来说，较低的反射率和透射率使得焊接材料更适合激光焊接。激光焊接适用于很多材料，如金属、塑料和陶瓷等。 总的来说，以上参数都会对激光焊接的质量和效率产生重要影响。合理选择和优化这些参数可以提高焊接质量，减少变形和提高效率。
激光焊接修复技术 摘要：激光是辐射的受激发射光放大的简称，由于其独有的高亮度、高方向性、高单色性、高相干性，自诞生以来，其在工业加工中的应用十分广泛，成为未来制造系统共同的加工手段。用激光焊接加工是利用高辐射强度的激光束，激光束经过光学系统聚焦后，其激光焦点的功率密度为 104~107W/cm2，加工工件置于激光焦点附近进行加热熔化，熔化现象能否产生和产生的强弱程度主要取决于激光作用材料表面的时间、功率密度和峰值功率。控制上述各参数就可利用激光进行各种不同的焊接加工。这种焊接工艺在未来工业事业中将会得到广泛的应用与研究。 关键词：激光焊接工艺质量 0 前言 激光焊接与传统的焊接方法相比，激光焊接尚存在设备昂贵，一次性投资大，技术要求高的问题，使得激光焊接在我国的工业应用还相当有限，但激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线和柔性制造。其中，激光焊接在汽车制造领域中的许多成功应用已经凸现出激光焊接不同于传统焊接方法的特点和优势，也为许多大功率激光器制造商和激光焊接设备制造商提供了更为诱人的经济效益前景。 1 激光焊接的一般特点 激光焊接是利用激光束作为热源的一种热加工工艺，它与电子束等离子束和一般机械加工相比较，具有许多优点：①激光束的激光焦点光斑小，功率密度高，能焊接一些高熔点、高强度的合金材料；②激光焊接是无接触加工，没有工具损耗和工具调换等问题。激光束能量可调，移动速度可调，可以多种
焊接加工；③激光焊接自动化程度高，可以用计算机进行控制，焊接速度快，功效高，可方便的进行任何复杂形状的焊接；④激光焊接热影响区小，材料变形小，无需后续工序处理；⑤激光可通过玻璃焊接处于真空容器内的工件及处于复杂结构内部位置的工件；⑥激光束易于导向、聚焦，实现各方向变换；⑦激光焊接与电子束加工相比较，不需要严格的真空设备系统，操作方便；⑧激光焊接生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好。 2 激光焊接工艺与方法 2.1 双/多光束焊接 双/多光束焊接的提出最初是为了获得更大的熔深和更稳定的焊接过程和更好的焊缝成形质量，其基本方法是同时将两台或两台以上的激光器输出的光束聚焦在同一位置，以提高总的激光能量。后来，随着激光焊接技术应用范围的扩大，为减小在厚板焊接，特别是铝合金焊接时容易出现气孔倾向，采用以前后排列或平行排列的两束激光实施焊接，这样可以适当提高焊接小孔的稳定性，减少焊接缺陷的产生几率。 2.2 激光－电弧复合焊 激光－电弧复合焊是近年激光焊接领域的研究热点之一。该方法的提出是由于随着工业生产对激光焊接的要求，激光焊接本身存在的间隙适应性差，即极小的激光聚焦光斑对焊前工件的加工装配要求过高，此外，激光焊接作为一种以自熔性焊接为主的焊接方法，一般不采用填充金属，因此在焊接一些高性能材料时对焊缝的成分和组织控制困难。而激光－电弧复合焊集合了激光焊接大熔深、高速度、小变形的优点，又具有间隙敏感性低、焊接适应性好的特点，是一种优质高效焊接方法。其特点在于： (1)可降低工件装配要求，间隙适应性好。
激光焊接中各参数对焊接质量影响的研究随着激光器制造技术的发展，不断推进高科技的研发和应用，激光焊接将是一门发展迅 21 世纪速的新制造技术，是对我国传统工业的技术改造新兴工业领域以及制造业的现代化提供先进的 技术设备，在现有的激光焊接技术基础上，以及传统工艺上进行改造更新，使激光焊接可以发挥出更好的优势。在激光焊接过程中，掌握好参数的一些变化规律，就可以根据不同要求来调整参数，通过控制激光焊接参数来获得最好的焊接质量，来保证焊接质量的可靠性和稳定性。 1 激光焊接的原理和特点 1.1 激光焊接的原理 激光焊接工作是应用高能脉冲激光来实现，脉冲氙灯作为泵浦源，激光电源把脉冲氙灯点着，通过激光电源对氙灯放电，形成一定频率的光波，光波经过激光聚光腔照射到激光晶体上，使晶体受激辐射，再经过谐振腔之后发出波长的脉冲激光，该脉冲激光经过扩束，反射聚焦于所要焊接的物体，在控制器的控制下，移动工作台面完成焊接。 1.2 激光焊接的特点 激光焊接具有高的深宽比，热影响区小，变形小，速度快，焊缝平整，美观，焊后无需微小处理，焊后质量高，可细化组织，焊缝强度韧性高，精细控制，光点小，易实现自动化。 2 影响焊接质量的参数 2.1 激光功率 确保足够的功率，便得到好的焊接效果，激光焊接的首要参数是功率的大小，根据焊接厚度速度，确定输出功率的数值，再加上气体保护，可得好的焊接效果。激光功率小时，产生小孔效应，但效果不好，焊缝内有气孔，焊接功率大时，焊缝内气孔消失，会引起材料成分吸收，使小孔内气体喷溅或者焊缝产生疤痕，甚至使工件焊穿。为使焊缝平整光滑，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到小，焊缝才没有凹坑或斑痕，图 1 为激光输出功率与熔深的关系。 2.2 激光脉冲波形