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)激光焊的優點
它與一般焊(han)接方(fang)法相比(bi)，其(qi)優點(dian)在于：
1. 聚焦(jiao)后的激光(guang)具有很(hen)高(gao)的功率密(mi)度，焊(han)接以深熔方式進(jin)行。
2. 激光(guang)的(de)加(jia)熱范(fan)圍(wei)小（＜1mm），熱量集中(zhong)，焊接速度快，使焊接殘余應力和(he)焊后變形量減小。
3. 激光(guang)能反射(she)(she)、透射(she)(she)，在空(kong)間傳播相當距離后能量衰減很小(xiao)，可進(jin)行遠(yuan)距離或(huo)一些難(nan)以(yi)接近部位的焊接；
4. 與電子束(shu)焊(han)接相比，它(ta)不(bu)需要真空室，也(ye)不(bu)會產生(sheng)X射線，但可焊(han)接厚度不(bu)如電子束(shu)焊(han)的厚，且大功率激光(guang)發生(sheng)器的結構比電子束(shu)更(geng)為(wei)復雜，一次性投資更(geng)高(gao)。
二、不銹(xiu)鋼激光焊的焊接特點
1. 奧氏體不(bu)銹(xiu)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)氏體型(xing)不(bu)銹鋼(gang)的熱導率(lv)只有碳鋼(gang)的1/3，對激(ji)光(guang)的吸收(shou)率(lv)比碳鋼(gang)略高，所以同樣條件下奧(ao)氏體型(xing)不(bu)銹鋼(gang)激(ji)光(guang)焊熔池比碳鋼(gang)稍微低一點（5％～10％）。
3. 激(ji)光焊接奧(ao)氏體型不銹(xiu)鋼的熱變形和(he)殘(can)余(yu)應(ying)力也相(xiang)對較小，采用其他常規焊接方法時奧(ao)氏體型不銹(xiu)鋼會產生(sheng)比碳鋼大(da)50％的熱膨脹量。
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、激光焊接設備(bei)
激(ji)光焊接設(she)備主要由(you)激(ji)光器(qi)(qi)、光學偏轉焦系統、光束(shu)檢測器(qi)(qi)、控制系統和工(gong)作臺組成，國產激(ji)光設(she)備型(xing)號見表3-48。按工(gong)作物(wu)質狀態，激(ji)光器(qi)(qi)分(fen)(fen)固體激(ji)光器(qi)(qi)和氣體激(ji)光器(qi)(qi)；按其能量輸(shu)出方式(shi)可分(fen)(fen)脈沖激(ji)光器(qi)(qi)和連續(xu)激(ji)光器(qi)(qi)。
幾種焊接激光器性能參數(shu)見表3-49。
1. 固體(ti)激光(guang)器產生(sheng)激光(guang)的工(gong)作(zuo)物質有紅(hong)寶石、釹玻(bo)璃釔鋁石榴石，主(zhu)要(yao)以脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)方式工(gong)作(zuo)，輸(shu)出(chu)功(gong)率小，通常用于定(ding)位焊(han)，隨(sui)著輸(shu)出(chu)功(gong)率增大(da)，也可以進(jin)行焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)。焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭形式如(ru)圖3-49所示(shi)。脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)激光(guang)焊(han)主(zhu)要(yao)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)參數(shu)有脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)能量和(he)寬度(du)以及功(gong)率密度(du)等。表3-50為用脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)激光(guang)焊(han)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)301不銹鋼鋼焊(han)絲的焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)參數(shu)及接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭性能。
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(tan)激光器、橫流式二氧(yang)化(hua)碳(tan)激光器和快速軸流式二氧(yang)化碳激光器。二氧化碳(tan)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。
激光(guang)(guang)焊的熔深(shen)與激光(guang)(guang)功率(lv)、焊接速度、光(guang)(guang)斑直徑(jing)、離焦量、氣(qi)體保(bao)護等均有關。其中氣(qi)體保(bao)護用氦能使熔深(shen)加深(shen)，如(ru)果(guo)在氦里加入少(shao)量氬或氧，能進一步提高熔深(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(tan)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(ji)光(guang)焊接(jie)技(ji)術發展(zhan)方向
1. 激光(guang)填絲焊(han)接
激(ji)光(guang)(guang)焊(han)接一(yi)(yi)般情況下不(bu)需要(yao)添(tian)加填充(chong)(chong)焊(han)絲，激(ji)光(guang)(guang)束(shu)照射(she)在被焊(han)工件的(de)(de)(de)(de)(de)接縫(feng)處，靠被焊(han)工件材(cai)(cai)料(liao)自身的(de)(de)(de)(de)(de)熔化形成接頭(tou)。由于激(ji)光(guang)(guang)束(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)束(shu)尺寸很(hen)小，對(dui)被焊(han)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)坡口加工和(he)裝配(pei)間(jian)隙要(yao)求(qiu)很(hen)高，一(yi)(yi)旦達不(bu)到要(yao)求(qiu)，往往會發生焊(han)偏或泄漏(lou)，很(hen)難保證焊(han)接接頭(tou)質量(liang)。如果在激(ji)光(guang)(guang)對(dui)工件進行加熱(re)的(de)(de)(de)(de)(de)同時，采用從(cong)激(ji)光(guang)(guang)束(shu)前方(fang)(fang)或后方(fang)(fang)添(tian)加填充(chong)(chong)焊(han)絲的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)式，補充(chong)(chong)液態(tai)金(jin)屬，解決由于間(jian)隙過(guo)大或激(ji)光(guang)(guang)作用下液態(tai)金(jin)屬汽化流失(shi)而造成的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)縫(feng)區液態(tai)連接金(jin)屬過(guo)少(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)問題，避(bi)免(mian)焊(han)縫(feng)出(chu)現咬邊、凹陷等缺(que)陷。
激光(guang)填絲焊接的優點(dian)：
a. 激光填絲(si)焊(han)可以在很大(da)程度(du)上降低工件的加工和(he)裝配精度(du)，改善焊(han)接結(jie)構(gou)和(he)被焊(han)材料的適(shi)應性，提高焊(han)縫成形和(he)表面(mian)質量。
b. 激光填絲焊(han)(han)可以通過設(she)計焊(han)(han)絲成分來控制(zhi)(zhi)焊(han)(han)接(jie)冶(ye)金和焊(han)(han)縫(feng)成分，改善焊(han)(han)縫(feng)金屬的(de)(de)(de)組織，抑(yi)制(zhi)(zhi)焊(han)(han)接(jie)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)形(xing)成，提高焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)。特別對含(han)有(you)脆性(xing)材(cai)料的(de)(de)(de)異種(zhong)金屬焊(han)(han)接(jie)極為有(you)利。
c. 采(cai)用多層(ceng)激(ji)光填絲焊(han)的(de)方式(shi)還可以有(you)較小(xiao)功率(lv)的(de)激(ji)光器(qi)實現大厚度板的(de)焊(han)接(jie)(jie)，顯著提高(gao)了激(ji)光對厚板焊(han)接(jie)(jie)的(de)適應能力。
2. 激光電弧(hu)復合(he)焊接
激光(guang)電(dian)弧復(fu)合焊接(jie)有(you)(you)時(shi)也稱電(dian)弧輔助激光(guang)焊接(jie)技(ji)術，其主(zhu)要目的(de)(de)是(shi)有(you)(you)效(xiao)利用激光(guang)和電(dian)弧熱(re)(re)源，充分發(fa)揮兩種熱(re)(re)源各(ge)自優勢，取長補短，以較(jiao)(jiao)小的(de)(de)激光(guang)功率獲(huo)得(de)較(jiao)(jiao)大的(de)(de)熔深，穩(wen)定焊接(jie)過程，提高(gao)焊接(jie)效(xiao)率，降低激光(guang)焊接(jie)的(de)(de)裝配(pei)精(jing)度(du)和應用成本。
3. 雙束激光焊接(jie)
雙(shuang)束(shu)(shu)激光(guang)焊(han)接(jie)(jie)是將(jiang)同一種激光(guang)采用(yong)光(guang)學方(fang)(fang)法分離成(cheng)兩束(shu)(shu)單獨的光(guang)，或用(yong)兩束(shu)(shu)不(bu)同類型的激光(guang)組合起(qi)來進行焊(han)接(jie)(jie)的方(fang)(fang)法。通過(guo)改(gai)變兩束(shu)(shu)光(guang)的能量、光(guang)束(shu)(shu)間距、甚至是兩束(shu)(shu)光(guang)的能量分布(bu)模式，對(dui)(dui)焊(han)接(jie)(jie)溫(wen)度場進行方(fang)(fang)便、靈活的調節，改(gai)變小孔的存在模式與(yu)熔池中液(ye)態金(jin)屬流動方(fang)(fang)式，為焊(han)接(jie)(jie)工藝(yi)提供更廣的選擇空間。它不(bu)僅擁有焊(han)接(jie)(jie)熔深大、速度快、精度高的優點，而且對(dui)(dui)常規(gui)激光(guang)焊(han)接(jie)(jie)難以焊(han)接(jie)(jie)的材料與(yu)接(jie)(jie)頭也有很大的適應性。
