激光焊接

激光连接技术，即激光焊接技术，是使用高功率激光束对材料表面进行聚焦调控照射，材料表面吸收激光能量后转化为热能，使材料局部升温、熔融，随后经过冷却凝固后实现同种或异种材料的连接。激光焊接过程需要的激光功率密度一般为104~108W/cm2，相较于传统焊接方式，激光焊接具有以下优点：目前使用光纤激光器是激光焊接新工艺的研究热点，未来低成本、高功率的激光器与数控技术、机器人技术、物联网结合的智能制造设备是重要的发展趋势。根据焊接模式机理不同，按照是否有匙孔的产生，一般分为激光热导焊和激光深熔焊两种，由于匙孔的存在，激光束在照射到匙孔内部后，经过散射等作用，会增加材料对激光的吸收，促进熔池的形成，两种焊接方式对比如下：上图给出了同种材料、同一光源的激光焊接过程，其能量转换机制只是通过匙孔完成的，匙孔以及孔壁附近的熔融金属随着激光束的前进而移动，熔融金属将匙孔移开后留下的空气填充并经过冷凝，形成焊缝。如果待焊材料是异种金属，由于热物性差异的存在会对焊接过程产生很大的影响，如不同材料的熔点、热导率、比热容、膨胀系数的差异，造成焊接过程产生焊接应力、焊接变形，以及焊接接头金属结晶条件变化，造成焊接力学性能下降。因此根据不同特点的焊接场景，焊接工艺又陆续发展出激光填丝焊接、激光钎焊、双光束激光焊接、激光复合焊接等。在铝、钛以及铜合金的激光焊接过程中，由于这些材料对激光的低吸收率（10%），光致等离子体对激光有一定的屏蔽，因此容易形成飞溅，并导致气孔、裂纹等缺陷的产生。此外，在薄板拼焊时工件的间隙大于光斑直径时也会影响焊接质量。

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