激光焊接原理及激光焊接分类介绍

激光焊接原理：

激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。

1、功率密度小于104～105 W/cm2为热传导焊接，此时熔深浅、焊接速度慢；其激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、功率和频率等参数使工件熔化形成特定的熔池。

2、激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，能量转换机制是通过小孔完成。在高功率密度激光的照射下，材料蒸发形成小孔，这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光能量，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。在光束照射下的壁体材料连续蒸发产生高温蒸汽，孔壁外液体流动形成的壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持动态平衡。光束不断进入小孔，小孔始终处于流动的稳定状态，围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进而向前移动，熔融金属填充小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。

激光焊接分类：

按激光器输出能量方式不同，激光焊接可分为连续激光焊和脉冲激光焊。连续激光焊在焊接过程中形成的是连续的不间断的焊缝形貌，而脉冲激光焊则由于输入到焊件表面的能量是间断不连续的，因此每个脉冲光斑作用到焊接工件表面则形成一个圆形焊点，根据其激光器参数的变化可得到不同形貌的焊缝。按激光聚焦后光斑功率密度的不同，激光焊可分为热导焊和深熔焊。

1、激光热导焊

激光热导焊作用在工件表面的光斑功率密度较低，一般小于105W/cm2。激光将能量输送到焊接工件表面，使得金属表面加热到熔点与沸点之间。金属材料表面将所吸收的光能转化为热能使其金属表面温度不断升高而熔化，再以热传导方式将热能传向金属内部，使熔化区域逐渐扩大，冷却后形成焊点或焊缝，这种焊接原理类似于钨极氩弧焊（TIG），被称为热导焊。

2、激光深熔焊（小孔焊）

当作用到金属表面的激光功率密度大于105W/cm2时，高功率的激光束作用到金属材料表面引起局部熔化并形成“小孔”，激光束通过“小孔”深入到熔池内部，而金属则在小孔前方熔化，熔融金属绕过小孔流向后方，重新凝固后形成焊缝。