激光焊接技术(激光焊接技术的核心技术)

随着科技的发展和工业智能化的普及，激光焊接逐渐渗透到各行各业。我们需要开始了解和拥抱激光焊接，以便更好地服务于我们的日常工作。

在上一篇文章中，我们简单介绍了激光焊接的基本原理和分类，大家对激光的基本原理也有了一定的了解。今天主要介绍激光焊接的一些基本特点及其应用，让大家更好的了解和认识激光焊接，供实际应用中参考和使用。

一、激光焊接的特点

1.优势

激光焊接是一种以高能量密度激光束为热源的熔焊方法。采用激光焊接，不仅生产率高于传统焊接方法，而且焊接质量显著提高。与一般焊接方法相比，激光焊接具有以下特点。

1)聚焦激光束功率密度高(105~107W/cm2或更高)，加热速度快，高宽比高(穿孔焊接时焊缝深宽比可达10:1)，焊接速度快，可实现深穿透焊接和高速焊接。激光焊接可以由计算机或数字控制。与传统焊接相比，焊接速度快3-5倍，可明显提高焊接效率和整体制造效率。

2)焊缝光滑美观，焊后无需处理或简单处理程序。同时焊缝质量高，无气孔，焊后显微组织可细化。焊缝的强度和韧性与母材相当甚至超过母材。

4)激光加热范围小(

5)激光可以发射和传输，可以在空之间传播相当大的距离，衰减很小。可以通过光纤、棱镜等光学方法进行传输、偏转、聚焦，并且可以精确控制。聚焦光斑小，定位精度高，易于实现自动化。特别适用于微型零件、难以接近的零件或远距离焊接。

6)激光在大气中损耗小，能穿过玻璃等透明物体，适用于焊接玻璃制成的密封容器中的铍合金等剧毒材料。同时，激光不受电磁场影响，所以没有辐射防护，不需要真空防护。

7)可以焊接一些异种材料和一般焊接方法难以焊接的材料，如高熔点金属、非金属材料(如陶瓷、有机玻璃等。)，而且对热输入敏感的材料可以激光焊接，焊后不需要热处理。

8)激光焊接技术属于非接触焊接。该焊接方法不同于传统焊接，不使用电极，对机床损耗和变形影响小，可大大降低热量输入和热传导带来的不良影响的发生率。

2.限制

1)由于光束质量和激光功率的限制，激光束的穿透深度有限，高功率、高光束质量的激光器加工成本高。激光器，尤其是高功率连续激光器，价格昂贵。目前工业激光最大功率20kW，最大可焊厚度20mm左右，比电子束焊接小很多。

2)激光束直径很小，热作用区域窄。因此，对工件的加工、装配和定位要求非常高。

3)激光器的电光转换和整体运行效率很低，光束的能量转换率只有10%~20%。

4)用高功率激光束焊接时，等离子体的控制变得更加困难，焊接过程的稳定性变差，甚至出现屏蔽效应，导致熔深减小。因此，激光焊接一般用于焊接较薄的材料。

5)激光很难焊接高反射率和高导热率的材料。熔池的快速凝固使它们容易产生气孔和冷裂纹。同时，合金元素和杂质元素容易偏析，产生热裂纹等缺陷。

二、激光焊接应用

随着激光应用技术的发展，激光焊接技术被广泛应用于许多领域。

1.汽车工业。

激光焊接为非接触加工，速度快，对产品无污染，适合汽车等高端消费产品的生产工艺要求。铝合金的激光焊接不仅大大减轻了汽车车身的重量，而且减少了制造汽车的工序，提高了生产效率，在汽车行业得到了广泛的应用。气缸垫、喷油嘴、火花塞等汽车零部件常采用低功率脉冲激光焊接。

2.电池行业。

动力电池生产，从电池制造到电池组组装，激光焊接都是利用激光束优良的方向性和高功率密度来高效完成工作。特别适用于各种材料的动力电池结构，如电极、电线或由钢、铝、铜和镍等制成的外壳。手机和大部分编码产品的电池都是激光焊接的。激光焊接机和自动工作台的结合，可以高效环保的焊接美观的锂电池和铝电池。

3.电子工业。

激光加工是一种非接触加工方式，不会产生机械挤压或机械应力，特别满足电子行业的焊接加工要求，如变压器、电感器、连接器、端子、光纤连接器、传感器、变压器、开关、微电子元件、集成电路引线等的焊接。同时，由于激光焊接的热影响区小、加热集中快、热应力小，在集成电路和半导体器件的封装中显示出独特的优势。

4.珠宝行业

激光加工精度高，非常适合珠宝行业的贵重小产品。聚焦的激光束极细，通过显微镜放大，放大珠宝微小的部分，从而实现精确焊接。珠宝链的连接和宝石的镶嵌需要用激光点焊机来完成。

5.建筑材料工业

激光焊接具有良好的精度和外观，广泛应用于高端卫浴不锈钢产品的激光打标和激光焊接。如手柄、水龙头、不锈钢餐具、刀具等。高档电水壶的封口也是通过激光焊接完成的。

激光焊接还广泛应用于厨具行业的大量钣金零件，如厨具的组焊和对焊，模具制作和使用过程中的修理和修改。在照明行业，手持式激光焊接解决了照明外形和结构的复杂性，可以随意移动焊接角度，达到良好的焊接效果。

6.模具制造业

由于是非接触式加工方式，激光加工特别适用于模具和高精密机械制造行业的精密修复，如塑料模具、橡胶模具、冲压模具、铸造模具、锻造模具和拉丝模具等。

激光焊接修复技术不仅可以用于修复模具磨损，还可以实现微小精密焊接，修复后不会出现变形和气孔。

7.生物医学。

与传统缝合方法相比，激光焊接具有吻合速度快、愈合过程中无异物反应、保持焊接部位力学性能、组织按其原有生物力学特性生长修复等优点。它将在未来的生物医学领域得到广泛应用。

虽然激光焊接技术是一种特殊的焊接方法，但是随着激光技术的发展和智能制造的需求，激光焊接的应用会越来越广泛，会成为我们技术人员必须了解和应用的焊接技术。