激光焊接原理与主要工艺参数 1．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。功率密度小于104~105 W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107 W/cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。 其中热传导型激光焊接原理为：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、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。 用于齿轮焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。下面重点介绍激光深熔焊接的原理。 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，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。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束能量，孔腔内平衡温 度达 2500 0C 左 右 ，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。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温 蒸汽 ，小孔四 壁 包 围 着 熔融 金属，液 态 金属四 周 包 围 着 固 体材料（而 在大多 数常 规 焊接过程和激光传导焊接中，能量首 先 沉 积 于工件表面，然 后 靠 传递 输 送 到 内部）。孔壁 外 液 体流 动 和壁 层 表面张 力 与孔腔内连续产生的蒸汽 压 力 相持 并保 持 着 动 态 平衡。光束不 断 进 入小孔，小孔外 的材料在连续流 动 ，随 着 光束移 动 ，小孔始 终处 于流 动 的稳 定状 态 。就 是说 ，小孔和围 着 孔壁 的熔融 金属随 着 前 导光束前 进 速度向前 移 动 ，熔融 金属充填 着 小孔移 开 后 留 下的空 隙 并随 之 冷凝 ，焊缝 于是形成。上 述 过程的所 有这一切 发生得 如此快，使焊接速度很 容 易 达 到 每 分钟 数米 。 2. 激光深熔焊接的主要工艺参数 1)激光功率。激光焊接中存 在一个激光能量密度阈 值 ，低 于此值 ，熔深很 浅，一旦 达 到 或超 过此值 ，熔深会 大幅 度提 高。只 有当 工件上 的激光功 率 密 度 超 过 阈 值 （ 与 材 料 有 关 ）， 等 离 子 体 才 会 产 生 ， 这 标...
