激光焊接技術的特點與原理及其與傳統焊接的區別

　　激光焊接是激光材料加工技術應用的重要方面之一，大族激光激光焊接機主要分為脈沖激光焊接和連續激光焊接兩種。

　　脈沖激光主要用于1 m m厚度以內薄壁金屬材料的點焊和縫焊，其焊接過程屬于熱傳導型，即激光輻射加熱工件表面，再通過熱傳導向材料內部擴散，通過控制激光脈沖的波形、寬度、峰值功率和重復頻率等參數，使工件之間形成良好的連接。在3 C產品外殼、鋰電池、電子元器件、模具補 焊等行業有著大量的應用。脈沖激光焊接最大的優點是工件整體溫升很小，熱影響范圍小，工件變形小。

　　連續激光焊接大部分都是高功率激光器，功率在500瓦以上，一般1mm以上的板材都應該使用這種激光器。其焊接機理是基于小孔效應的深熔焊，深寬比大，可達到5：1以上，焊接速度快，熱變形小。在機械、汽車、船舶等行業有著廣泛的應用。還有一部分小功率連續激光器，功率在 幾十到幾百瓦之間，它們在塑料焊接及激光釬焊這些行業使用得比較多。

　1、激光器工作原理

　　1.1、YAG激光器的工作原理

　　激光電源首先把脈沖氙燈點著，通過激光電源對氙燈脈沖放電，形成一定頻率，一定脈寬的光波，該光波經過聚光腔輻射到Nd 3+：YAG激光晶體上，激發Nd 3+：YAG激光晶體發光，再經過激光諧振腔諧振之后，發出波長為1064nm脈沖激光，該脈沖激光經過擴束、反射、（或經光纖傳輸）聚焦后打在所要焊接的物體上；在PLC或工業PC機的控制下，移動數控工作臺，從而完成焊接。焊接時所需要的脈沖激光的頻率、脈寬、波形、工作臺速度、移動方向均可用單片機、PLC或工業PC機來控制，通過對激光的頻率、脈寬的不同設定可調節控制脈沖激光的能量。

　　1.2、光纖激光器的工作原理

　　當泵浦光通過光纖中的稀土離子時，就會被稀土離子所吸收。這時吸收光子能量的稀土原子電子就會激勵到較高激射能級，從而實現離子數反轉，反轉后的離子數就會以輻射形式從高能級轉移到基態，并且釋放出能量，完成受激輻射。光纖激光器產生的激光通過光纖輸出，并與配套的工作臺配合，完成相應的焊接。光纖激光器分為脈沖光纖激光器和連續光纖激光器。其中，脈沖光纖激光器可通過激光的峰值功率、頻率、脈寬的設定來調節激光脈沖單點能量；連續光纖激光器則通過設定平均激光功率來調節輸出激光功率。

　　1.3、半導體激光器的工作原理

　　通過一定的激勵方式，在半導體物質的能帶（導帶與價帶）之間，或者半導體物質的能帶與雜質（受主或施主）能級之間，實現非平衡載流子的粒子數反轉，當處于粒子數反轉狀態的大量電子與空穴復合時，便產生受激發射作用。半導體激光器產生的激光也可通過光纖輸出進行焊接。

　2、激光焊接特點

　　激光焊接是一種新型的焊接方式，激光焊接主要針對薄壁材料、精密零件的焊接，可實現點焊、對接焊、疊焊、密封焊等，其特點有：

　　具有高的深寬比，焊縫寬度小，熱影響區小，變形小，焊接速度快。

　　焊縫平整、美觀，焊后無需處理或只需簡單處理工序。

　　焊縫質量高，無氣孔，可減少和優化母材雜質，組織焊后可細化，焊縫強度、韌性至少相當于甚至超過母材金屬。

　　可精確控制，聚焦光點小，可高精度定位，易實現自動化?？蓪崿F某些異種材料間的焊接。