激光焊接原理

激光焊接可以采用連續或脈沖激光束加以實現，激光焊接的原理可分為熱傳導型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104～105 W/cm2為熱傳導焊接，此時熔深淺、焊接速度慢；功率密度大于105～107 W/cm2時，金屬表面受熱作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深寬比大的特點[1]。其中熱傳導型激光焊接原理為：激光輻射加熱待加工表面，表面熱量通過熱傳導向內部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、功率和頻率等參數使工件熔化形成特定的熔池。

激光深熔焊接一般采用連續激光光束完成材料的連接，其冶金物理過程與電子束焊接極為相似，能量轉換機制是通過小孔完成。在高功率密度激光的照射下，材料蒸發形成小孔，這個充滿蒸氣的小孔猶如一個黑體，幾乎吸收全部的入射光能量，熱量從這個高溫孔腔外壁傳遞出來，使包圍著這個孔腔四周的金屬熔化。在光束照射下的壁體材料連續蒸發產生高溫蒸汽，孔壁外液體流動形成的壁層表面張力與孔腔內連續產生的蒸汽壓力相持并保持動態平衡。光束不斷進入小孔，小孔始終處于流動的穩定狀態，圍著孔壁的熔融金屬隨著前導光束前進而向前移動，熔融金屬填充小孔移開后留下的空隙并隨之冷凝，焊縫于是形成。