這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。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，比氪燈的光譜寬度窄幾個數量級，聚焦后在焦點上的功率密度比普通的焊接熱源高幾個數量級。基于有上述特點，激光成為一種十分理想的焊接和功割的熱源。
一、不銹鋼(gang)激光(guang)焊的優(you)點
它(ta)與一般焊接方法相比，其優點(dian)在(zai)于：
1. 聚焦(jiao)后的激光具(ju)有很(hen)高(gao)的功率密度(du)，焊接以深熔方(fang)式進行(xing)。
2. 激(ji)光的加(jia)熱范(fan)圍小(xiao)(xiao)（＜1mm），熱量集(ji)中(zhong)，焊接(jie)速度快(kuai)，使焊接(jie)殘余應力和焊后(hou)變(bian)形量減小(xiao)(xiao)。
3. 激(ji)光能反射、透(tou)射，在空間傳播相當(dang)距離(li)后能量衰減很小，可進(jin)行遠距離(li)或(huo)一些難以接(jie)(jie)近部位的焊(han)接(jie)(jie)；
4. 與電(dian)(dian)子束焊接相比，它不(bu)(bu)需(xu)要真空室，也不(bu)(bu)會產生X射線，但可焊接厚度不(bu)(bu)如電(dian)(dian)子束焊的厚，且(qie)大功率激(ji)光發生器(qi)的結構比電(dian)(dian)子束更為復(fu)雜(za)，一次性投資更高。
二、不銹鋼激光焊(han)的焊(han)接特點
1. 奧氏(shi)體(ti)不銹鋼的激光焊焊接性能一般較好。奧氏體型不銹鋼為了提高力學性能，加入了硫和硒等元素，焊后凝固裂紋的傾向會有所增加。
2. 奧(ao)(ao)氏體型不銹鋼(gang)的熱(re)導率(lv)只有碳(tan)鋼(gang)的1/3，對激(ji)光(guang)的吸收(shou)率(lv)比碳(tan)鋼(gang)略高，所以同樣(yang)條件下奧(ao)(ao)氏體型不銹鋼(gang)激(ji)光(guang)焊(han)熔池比碳(tan)鋼(gang)稍微低一點(dian)（5％～10％）。
3. 激光焊(han)接奧氏體型(xing)不銹鋼的熱變形和(he)殘余應力也相(xiang)對較小，采用其他常規焊(han)接方(fang)法時奧氏體型(xing)不銹鋼會產生(sheng)比碳鋼大50％的熱膨(peng)脹(zhang)量。
4. Cr/Ni當量大于1.6時，奧氏體型不銹鋼較適合激光焊；當量Cr/Ni小于1.6時，產生熱裂紋傾向就會提高。
三、激光(guang)焊接設(she)備
激(ji)光(guang)焊(han)接(jie)設備主(zhu)要由(you)激(ji)光(guang)器(qi)、光(guang)學偏轉焦系統、光(guang)束檢測(ce)器(qi)、控(kong)制(zhi)系統和(he)工作臺組成，國產激(ji)光(guang)設備型號見表3-48。按(an)工作物質狀態，激(ji)光(guang)器(qi)分固體激(ji)光(guang)器(qi)和(he)氣(qi)體激(ji)光(guang)器(qi)；按(an)其能(neng)量輸出方式可(ke)分脈沖激(ji)光(guang)器(qi)和(he)連續激(ji)光(guang)器(qi)。
幾種焊接激光器性能(neng)參數(shu)見表3-49。
1. 固體(ti)激(ji)(ji)光(guang)器產生激(ji)(ji)光(guang)的工(gong)作物質有紅寶石、釹玻璃釔鋁石榴石，主(zhu)要以脈沖(chong)方(fang)式(shi)工(gong)作，輸(shu)出功率小，通常用(yong)于定位焊，隨著輸(shu)出功率增(zeng)大，也可以進(jin)行焊接(jie)。焊接(jie)接(jie)頭形式(shi)如圖3-49所(suo)示。脈沖(chong)激(ji)(ji)光(guang)焊主(zhu)要焊接(jie)參數有脈沖(chong)能量和(he)寬度以及(ji)功率密(mi)度等。表3-50為用(yong)脈沖(chong)激(ji)(ji)光(guang)焊焊接(jie)301不(bu)銹鋼鋼焊絲的焊接(jie)參數及(ji)接(jie)頭性(xing)能。
2. 氣體激光器氣體激光器大多為二氧化碳激光器，有3種結構形式：封閉式或半封閉式二氧化碳激光器、橫流式二氧化碳激光器和快速軸流式二(er)氧化碳激光器。二氧(yang)化碳激光器的輸出功率大，最高達6kW，能焊成連續焊縫。
二氧化碳激光焊所用的對接形式如圖3-50所示，通常采用對接接頭形式。圖3-51所示為焊接接頭的裝配要求，裝配時必須施加一個裝配壓力F，使待焊件之間的間隙越小越好。
激(ji)光(guang)焊的熔深(shen)與(yu)激(ji)光(guang)功率(lv)、焊接(jie)速度(du)、光(guang)斑(ban)直徑、離焦量(liang)、氣體保護(hu)等均有(you)關。其中(zhong)氣體保護(hu)用(yong)氦(hai)能使熔深(shen)加深(shen)，如果在氦(hai)里加入少量(liang)氬或氧，能進一(yi)步提高(gao)熔深(shen)。
用激光焊焊接奧氏體型不銹鋼板，從薄板到中厚度板（0.1～12mm），均可達到性能良好且焊接接頭外觀和成形美觀的效果。表3-51為二氧化碳激光焊焊接不銹鋼的焊接參數。
中科院沈陽自動化所、中科院自動化所、蘇州長光華芯光電技術有限公司和江蘇（揚州）數控機床研究院經過多年努力，研制成“全自動激光拼焊生產線”，采用國產4kW光纖耦合激光器。用激光拼焊鋼板材厚度為0.5～3.0mm，最大焊接速度高達9m/min，最大焊接效率5件/min，可多組同時拼焊數≥3，能滿足250～2200mm焊縫長度焊接要求。目前已為汽車制造業用戶中實際加工20萬件以上產品。這條研制成的全自動激光拼焊生產線，不僅替代了國外進口生產線用于車用激光拼焊板材批量生產，同時還填補了我國全自動激光拼焊生產線的空白。該設備生產單位為江蘇揚州巧智鑫自動化設備有限公司。
四、激光焊接技術發展方向
1. 激(ji)光填(tian)絲焊(han)接
激(ji)(ji)光焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)一(yi)般情況(kuang)下(xia)(xia)不(bu)需要(yao)添加填充焊(han)(han)(han)(han)絲(si)，激(ji)(ji)光束照射在(zai)被焊(han)(han)(han)(han)工(gong)(gong)件(jian)的(de)接(jie)(jie)縫處(chu)，靠被焊(han)(han)(han)(han)工(gong)(gong)件(jian)材料自身(shen)的(de)熔化形成接(jie)(jie)頭。由于(yu)激(ji)(ji)光束的(de)光束尺寸很(hen)小，對被焊(han)(han)(han)(han)材料的(de)坡口加工(gong)(gong)和裝(zhuang)配間隙要(yao)求很(hen)高(gao)，一(yi)旦達不(bu)到要(yao)求，往往會發(fa)生焊(han)(han)(han)(han)偏或(huo)泄漏(lou)，很(hen)難保(bao)證焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭質(zhi)量。如果在(zai)激(ji)(ji)光對工(gong)(gong)件(jian)進行加熱(re)的(de)同時(shi)，采用(yong)從激(ji)(ji)光束前方或(huo)后方添加填充焊(han)(han)(han)(han)絲(si)的(de)方式(shi)，補充液態金屬，解決由于(yu)間隙過大或(huo)激(ji)(ji)光作(zuo)用(yong)下(xia)(xia)液態金屬汽化流失而造成的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫區液態連接(jie)(jie)金屬過少的(de)問題，避(bi)免焊(han)(han)(han)(han)縫出現咬邊、凹陷等(deng)缺(que)陷。
激光(guang)填(tian)絲焊接的優點：
a. 激光(guang)填(tian)絲焊(han)可以在(zai)很大程度上降(jiang)低工件的加工和(he)(he)裝配精度，改善焊(han)接結構和(he)(he)被焊(han)材料的適(shi)應性，提高焊(han)縫成形(xing)和(he)(he)表(biao)面(mian)質量。
b. 激光填絲焊(han)可以通過設計焊(han)絲成(cheng)分來控(kong)制焊(han)接(jie)冶金和焊(han)縫(feng)成(cheng)分，改善焊(han)縫(feng)金屬的(de)組織，抑(yi)制焊(han)接(jie)裂紋(wen)的(de)形成(cheng)，提(ti)高焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)性能。特別對含有脆(cui)性材料(liao)的(de)異種金屬焊(han)接(jie)極為有利(li)。
c. 采用多層激(ji)光(guang)(guang)填絲焊的(de)方式還(huan)可(ke)以有較小功(gong)率的(de)激(ji)光(guang)(guang)器實現大厚度(du)板的(de)焊接，顯著(zhu)提(ti)高(gao)了激(ji)光(guang)(guang)對厚板焊接的(de)適應(ying)能力。
2. 激光電弧復合焊接
激光(guang)電弧(hu)復合(he)焊(han)接(jie)(jie)(jie)有時也(ye)稱電弧(hu)輔助激光(guang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)技術，其主要(yao)目的是有效利用激光(guang)和(he)電弧(hu)熱(re)源，充(chong)分(fen)發揮兩種(zhong)熱(re)源各自優勢(shi)，取長(chang)補短，以較小的激光(guang)功率(lv)獲得較大的熔(rong)深(shen)，穩定焊(han)接(jie)(jie)(jie)過(guo)程，提高焊(han)接(jie)(jie)(jie)效率(lv)，降(jiang)低激光(guang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)的裝配(pei)精度和(he)應用成本。
3. 雙束激光焊接
雙束(shu)(shu)激(ji)光(guang)焊(han)接(jie)(jie)是將同(tong)一種(zhong)激(ji)光(guang)采用光(guang)學方(fang)法分(fen)(fen)離成兩(liang)(liang)束(shu)(shu)單獨的(de)(de)(de)光(guang)，或用兩(liang)(liang)束(shu)(shu)不同(tong)類型的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)組合起來進行(xing)焊(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)方(fang)法。通(tong)過(guo)改變兩(liang)(liang)束(shu)(shu)光(guang)的(de)(de)(de)能(neng)量、光(guang)束(shu)(shu)間距、甚至(zhi)是兩(liang)(liang)束(shu)(shu)光(guang)的(de)(de)(de)能(neng)量分(fen)(fen)布模式(shi)(shi)，對焊(han)接(jie)(jie)溫(wen)度場進行(xing)方(fang)便、靈活(huo)的(de)(de)(de)調節，改變小孔的(de)(de)(de)存(cun)在模式(shi)(shi)與(yu)熔池(chi)中(zhong)液態金(jin)屬流動方(fang)式(shi)(shi)，為焊(han)接(jie)(jie)工藝提(ti)供(gong)更廣的(de)(de)(de)選擇空間。它不僅擁(yong)有焊(han)接(jie)(jie)熔深大、速(su)度快、精度高的(de)(de)(de)優點，而且對常(chang)規激(ji)光(guang)焊(han)接(jie)(jie)難以焊(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)材料與(yu)接(jie)(jie)頭也有很(hen)大的(de)(de)(de)適(shi)應性。
