激光焊接的原理

激光焊接机是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池。它是一种新型的焊接方式，激光焊接主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等，深宽比高，焊缝宽度小，热影响区小、变形小，焊接速度快，焊缝平整、美观，焊后无需处理或只需简单处理，焊缝质量高，无气孔，可精准控制，聚焦光点小，准度高，易实现自动化。

焊接特性属于熔融焊接，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。

激光焊接机属非接触式焊接，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。

激光焊接机的优缺点

激光焊接机的优点：

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

(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更低。

(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。

(7)可焊材质种类范围大，亦可相互接合各种异质材料。

(8)易于以自动化进行高速焊接，亦可以数位或电脑控制。

(9)焊接薄材或细径线材时，不会像电弧焊接般易有回熔的困扰。

(10)不受磁场所影响(电弧焊接及电子束焊接则容易)，能精准的对准焊件。

(11)可焊接不同物性(如不同电阻)的两种金属。

(12)不需真空，亦不需做X射线防护。

(13)若以穿孔式焊接，焊道深一宽比可达10:1。

(14)可以切换装置将激光束传送至多个工作站。

激光焊接机的缺点

(1)焊件位置需非常精准，务必在激光束的聚焦范围内。

(2)焊件需使用夹治具时，必须确保焊件的最终位置需与激光束将冲击的焊点对准。

(3)更大可焊厚度受到限制渗透厚度远超过19mm的工件，生产线上不适合使用激光焊接机。

(4)高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等，焊接性会受激光所改变。

(5)当进行中能量至高能量的激光束焊接时，需使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除，以确保焊道的再出现。

(6)能量转换效率太低，通常低于10%。

(7)焊道快速凝固，可能有气孔及脆化的顾虑。

(8)设备昂贵。

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