介绍了激光焊接的工艺参数和工艺方法~

激光焊接工艺参数

1、 功率密度

功率密度是激光加工中最关键的参数之一。使用较高的功率密度，表面可以在微秒内加热到沸点，产生大量的蒸发。因此，高功率密度有利于材料的去除，如冲孔、切割和雕刻。对于较低的功率密度，表面温度需要几毫秒才能达到沸点。在表面蒸发前，底部达到熔点，容易形成良好的熔化焊接。因此，在传导激光焊接中，功率密度在范围内104~106W/cm2。

2、 

激光脉冲波形是激光焊接中的一个重要问题，尤其是薄片焊接。当高强度激光束射入材料表面时，金属表面就会出现60~98%的激光能量反射损失，反射率随表面温度而变化。金属反射率在激光脉冲作用期间变化很大。

3、 激光脉冲宽度

脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一。它不仅是不同于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备成本和体积的关键参数。

4、离焦对焊接质量的影响

激光焊接通常需要离开文章1，因为激光焦点光斑中心的功率密度太高，容易蒸发成孔。在离开激光焦点的平面上，功率密度分布相对均匀。

离焦有两种方法：正离焦和负离焦。焦平面位于工件上方，为正离焦，反之亦然。根据几何光学理论，当正负离相等时，相应平面上的功率密度几乎相同，但实际上获得的熔池形状不同。负离焦可获得更大的熔深，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，问分蒸发，形成市压蒸汽，以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。同时，高浓度的汽体将液相金属移动到熔池的边缘，并在熔池的中心形成凹陷。当负离焦时，材料的内部功率密度高于表面，容易形成更强的熔化和蒸发，使光能传递到材料的深度。因此，在实际应用中，当需要较大的熔深时，采用负离焦；焊接薄材料时，应采用正离焦。

激光焊接工艺方法

1、片间焊接。包括对焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等四种工艺方法。

2、丝与丝的焊接。包括丝与丝对焊、交叉焊、平行搭接焊、T型焊等四种工艺方法。

3、金属丝与块状元件的焊接。激光焊接可成功实现金属丝与块状元件的连接，块状元件的尺寸可任意。焊接时应注意丝状元件的几何尺寸。

4、焊接不同的金属。焊接不同类型的金属应解决焊接性能和焊接参数的范围。只有一些特定的材料组合才能使不同材料之间的激光焊接。

激光钎焊 

部分元件的连接不应采用激光熔焊，但可以采用激光作为热源进行软钎焊和硬钎焊，也具有激光熔焊的优点。钎焊的方法有很多种，其中激光软钎焊主要用于印刷电路板的焊接，特别是组装技术。与其他方法相比，激光软钎焊具有以下优点：

1、由于局部加热，元件不易造成热损伤，热影响面积小，可在热敏元件附近进行软钎焊。

2、无需任何辅助工具，可在双面印刷电路板上加工双面元件。

3、重复操作稳定性好。焊剂对焊接工具污染小，激光照射时间和输出功率控制方便，激光钎焊成品率高。

4、激光束易于分光，时间和空间可以用半透镜、反射镜、棱镜、扫描镜等光学元件分割，可以实现多点对称焊接。

5、波长多用于激光钎焊1.06um激光作为热源，可以用光纤传输，因此可以在传统方式不易焊接的部位加工，具有良好的灵活性。

6、聚焦性好，易于实现多工位装置的自动化。

激光深熔焊

1、冶金工艺及工艺理论

激光深熔焊冶金的物理工艺与电子束焊非常相似，即能量转换机制是通过小孔结构完成的。材料在足够高的功率密度光束下蒸发形成小孔。

这个充满蒸汽的小孔就像一个黑色的身体，几乎所有的能量都被吸收到射线中，孔腔内的平衡温度约为2.5万度。热量从高温孔腔的外壁传递出来，使周围孔腔的金属熔化。孔内充满了光束照射下壁材料连续蒸发产生的高温蒸汽，孔周围是熔融金属，液体金属周围是固体材料。孔壁外的液体流动和壁表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力保持一致，并保持动态平衡。光束继续进入孔，孔外的材料继续流动。随着光束的移动，孔总是处于流动的稳定状态。也就是说，孔周围的熔融金属随着前导光束的前进速度向前移动，熔融金属填充了孔移除后留下的间隙，然后冷凝，形成焊缝。

2、影响因素

影响激光深熔焊的因素包括：激光功率、激光束直径、材料吸收率、焊接速度、气体保护、透镜焦长、焦点位置、激光束位置、激光功率逐渐升降控制。

3、激光深熔焊的特点和优点

特点：（1）高深宽比。由于熔融金属在圆柱形高温蒸汽腔周围形成并延伸到工件，焊缝变得又深又窄。（2）最小热输入。由于源腔温度高，熔化过程发生得非常快，输入工件的热量非常低，热变形和热影响区域非常小。（3）高致密性。由于充满高温蒸汽的小孔有利于熔融池的混合和气体的逸出，导致无气孔的熔化和焊接。焊接后的高冷却速度很容易细化焊缝组织。（4）强化焊缝。（5）精确控制。（6）非接触、大气焊接工艺。

优点：（1）由于聚焦激光束的功率密度远高于传统方法，焊接速度快，热影响区和变形小，钛、石英等难焊材料也可焊接。（2）由于光束易于传输和控制，不需要经常更换焊炬和喷嘴，显著减少了停机辅助时间，因此负荷系数和生产效率较高。（3）由于纯化效果和冷却速度高，焊缝强，综合性能高。（4）由于热输入平衡低，加工精度高，可以降低再加工成本。此外，激光焊接的旋转成本也相对较低，可以降低生产成本。（5）易于实现自动化，可有效控制光束强度和精细定位。

4、激光深熔焊设备

激光深熔焊通常选择连续波CO2该激光器能保持足够高的输出功率，产生小孔效应，熔化整个工件截面，形成强大的焊接接头。

就激光器本身而言，它只是一种平行光束，可以产生良好的热源和方向光束。如果将其引导并有效处理到工件中，其输入功率具有很强的相容性，可以更好地适应自动化过程。

为了有效地进行焊接，激光和其他必要的光学、机械和控制部件共同形成了一个大型焊接系统。该系统包括激光器、光束传输部件、工件的装卸和移动装置，以及控制装置。该系统可以简单地由操作员手动处理和固定，也可以包括自动装卸、卸载、固定、焊接和检查。该系统的总体设计和实施要求是获得满意的焊接质量和高生产效率。