[vip专享]2第二章激光焊

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激光焊概述

LEE MAN (SCETC)
激光焊
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三、激光焊的应用
近年来，多种新型高功率激光器在工业生产中陆续出现，使激光焊接技术对传统焊接工艺带来了巨大的冲击，激光焊接技术也开始朝着更加多样化、实用化及高效化的方向发展。如激光一钎焊、激光一电弧复合焊、激光一压焊等，进一步拓宽了激光焊的应用范围。
LEE MAN (SCETC)
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激光焊 1.激光的反射与吸收
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被反射
金属自由电子密度越大，即电导率越大，对激光的反射率越高，金、银、铜、铝及其合金对激光的反射比其他金属材料要大得多。光亮的金属表面对激光有很强的反射作用。
被焊件吸收
激光焊的热效应取决于焊件吸收光束能量的程度，常用吸收率来表征。
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传热焊
功率密度小于 105w／cm2
深熔焊
小孔焊，功率密度大于 106w／cm2
LEE MAN (SCETC)
激光焊
根据实际作用在工件上的功率密度
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传热焊
激光光斑的功率密度小于 105w／cm2，焊接时，焊件表面将所吸收的激光能转变为热能后，其表面温度升高而熔化，然后通过热传导方式把热能传向金属内部，使熔化区迅速扩大，随后冷却凝固形成焊点或焊缝，其熔池形状近似为半球形。这种焊接机理称为传热焊，焊接过程类似于钨极氩弧焊. 传热焊的特点：激光光斑的功率密度小，很大一部分激光被金属表面所反射，激光的吸收率较低，熔深浅，焊点小，主要用于厚度小于1mm的薄板，小零件的精密焊接加工。激光光斑的功率密度大于106w／cm2，激光束照射金属表面其温度在极短的时间内（10-6～10-8s）升高到沸点，使金属熔化和汽化，金属蒸气对熔池的液态金属产生一个附加压力，在激光光斑下产生一个小凹坑。激光束在小孔底部继续加热，使小坑进一步加深，最后形成小孔；另一方面，向坑外逸出的蒸气将熔化的金属挤向熔池四周。当光束能量所产生的金属蒸气的反冲压力与液态金属的表面张力和重力平衡后，小孔不再继续加深，形成一个深度稳定的孔而实现焊接，因此称之为激光深熔焊。

激光焊接工艺规程

激光焊接工艺规程激光焊接工艺规程一、概述激光焊接是一种高能量密度的热源焊接方法，具有焊接速度快、热影响区小、焊缝质量高等优点。

激光焊接工艺规程是为了保证激光焊接质量，规范焊接操作而制定的。

二、设备选择激光焊接设备应选择具有稳定性好、能量密度高、光束质量好、操作简便等特点的设备。

设备的功率和波长应根据焊接材料和厚度进行选择。

三、工艺参数1. 焊接速度：激光焊接速度应根据焊接材料和厚度进行调整，一般应控制在1-10m/min之间。

2. 焊接功率：激光功率应根据焊接材料和厚度进行调整，一般应控制在200-4000W之间。

3. 焊接距离：激光焊接距离应根据焊接材料和焊接角度进行调整，一般应控制在0.5-2mm之间。

4. 焊接气体：激光焊接时应使用保护气体，一般为氩气或氩氦混合气体。

四、焊接操作1. 准备工作：焊接前应对焊接材料进行清洗、除油、除氧等处理，保证焊接表面干净。

2. 定位夹紧：焊接前应对工件进行定位和夹紧，保证焊接位置准确。

3. 焊接过程：焊接时应保持稳定的焊接速度和功率，控制好焊接距离和焊接气体流量，保证焊接质量。

4. 焊接后处理：焊接后应对焊缝进行清理和修整，保证焊缝质量。

五、质量控制1. 焊接质量检测：焊接后应进行外观检测、尺寸检测、焊缝性能检测等，保证焊接质量。

2. 焊接记录：应对焊接参数、焊接质量等进行记录，以备后续查询和分析。

六、安全注意事项1. 激光焊接设备应安装在专门的工作间内，保证工作间的安全性。

2. 操作人员应穿戴好防护设备，如防护眼镜、手套等。

3. 激光焊接时应注意防止激光辐射对人体的伤害。

4. 操作人员应定期接受安全培训，提高安全意识。

以上是激光焊接工艺规程的相关内容，希望能对您有所帮助。

激光焊接技术

激光焊接在电子工业、国防工业、仪表工业、电池工业、医疗仪器以及许多行业中均得到了广泛的应用。
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图3.1 激光焊接的零件
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3.2 激光焊接原理
激光焊接常用的激光光源是气体CO2激光器和固体 YAG激光器，依激光器输出功率的大小和工作状态，激光器工作的方式有连续输出方式和脉冲输出方式。被聚焦的激光光束照射到焊件表面的功率密度，一般在104～107W/cm2。其焊接的机制也因功率密度的大小，区分为激光热传导焊接和激光深熔焊接。
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图3.6 激光焊接头的实物照片
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3.3.2 激光焊接主要参数的选择
一、激光功率
激光功率的大小是激光焊接技术的首选参数，只有保证了足够的激光功率，才能得到好的焊接效果。
激光功率较小时，虽然也能产生小孔效应，但有
时焊接效果不好，焊缝内有气孔，激光功率加大
时，焊缝内气孔消失，因此激光深熔焊接时，不
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激光深熔焊接依靠小孔效应，使激光光束的光能传向材料深部，激光功率足够大时，小孔深度加大，随着激光光束相对于焊件的移动，金属液体凝固形成焊缝，焊缝窄而深，其深宽比可达到12： 1。激光深熔焊接需要足够高的激光功率，但几百瓦的CO2激光器，当激光模式好时，也能产生小孔效应，这是因为基模光束聚焦后能够获得高功率密度。
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3.2.2 激光深熔焊接
与激光热传导焊接相比，激光深熔焊接需要更高的激光功率密度，一般需用连续输出的CO2激光器，激光功率在200～3000W的范围。激光深熔焊接的机
制与电子束焊接的机制相近，功率密度在106～
107W/cm2的激光光束连续照射金属焊缝表面，由于

特种焊接技术激光焊

A
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➢搭接是薄板连接时常用的接头形式。焊接时装配间隙应小于板材厚度的25%。
A
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2．连续激光焊的工艺参数（1）激光功率（P）：激光器的输出功率与熔深成正比例关系
（2）焊接速度（v）：影响热输入和熔深
A
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（3）光斑直径在入射功率一定的情况下，光斑尺寸决定了功率密度
的大小。
（4）离焦量（F）
光吸收率，可对金属表面进行喷砂处理；或应用机
械或化学方法对金属表面进行涂层，都可有效增大
金属对激光的吸收率。
A
4
由于工作物质是固体，因此输出功率低，且光束质量差
固体：YAG， λ＝1.06, 脉冲
发生器工作性质气体：CO2， λ＝10.6, 连续
液体和半导体激来自光焊作用方式和能量脉冲：圆形焊点，微型、精密电子元件
F>0
传热焊，薄件
F<0
深熔焊，厚件
（5）保护气体（He、He＋Ar、Ar），影响熔深
防止氧化
抑制等离子云的形成
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激光安全与防护
激光的危害激光的安全防护
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激光的危害
焊接和切割中所用激光器输出功率或能量非常高，激光设备中又有数千伏至数万伏的高压激励电源，能对人体造成伤害。
激光安全防护的重点对象是眼睛和皮肤。此外，也应注意防止火灾和电击等，否则将导致人身伤亡或其他一些危害极大的事故。
➢ 当光束能量所产生的金属蒸气的反冲压力与液态金属的表面张力和重力平衡后，小孔不再继续加深。
A
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传热焊深熔焊
1-等离子云 2-熔化材料 3小孔 4-熔深
激光焊不同功率密度时的加热状态 a）传热熔化焊b）深熔焊c）穿透焊

激光焊接光路设计

激光焊接光路设计第一章：激光焊接技术概述1.1 激光焊接的基本原理激光焊接是利用高能激光束对工件进行熔化和连接的技术。

它利用激光的高能特性，通过选择性吸收并转换为热能，实现材料熔化和连接。

1.2 激光焊接的特点与优势激光焊接具有热输入小、热影响区域小、焊缝质量高等特点。

与传统焊接方法相比，激光焊接具有高效、灵活、精确的优势。

1.3 激光焊接光路设计的重要性光路设计是激光焊接技术中至关重要的一环。

合理的光路设计可以提高激光能量的利用率，确保焊接质量和效率。

第二章：激光光源选择与特性分析2.1 激光光源的种类常见的激光光源包括氩离子激光器、半导体激光器、纤维激光器等。

不同类型的激光光源具有不同的特点和适用范围。

2.2 激光光源的参数与特性激光光源的参数对光路设计和焊接效果具有重要影响。

光源功率、波长、激光束质量等参数需要根据具体应用进行选择。

2.3 选择合适的激光光源根据焊接工件的材料、厚度和加工要求等因素，选取适当的激光光源是光路设计的重要环节。

第三章：光学系统设计原理3.1 光学元件的分类与选择光学元件包括透镜、反射镜、光束分束器等。

根据焊接任务要求，选择合适的光学元件进行光线调制和聚焦。

3.2 激光光路的光学元件排列原则光学元件的排列顺序对激光光路的稳定性和焦点调制有重要影响。

按照一定原则进行光学元件的排列，可以优化焊接质量。

3.3 光学系统的光线追迹分析通过光学系统的光线追迹分析，可以了解光线在光学元件中的传输规律，为光路设计提供理论依据。

第四章：光路组件设计与优化4.1 激光传输系统的概念与结构激光传输系统包括激光光源、光纤、光学元件等组件。

合理设计传输系统的结构对提高焊接效率和质量至关重要。

4.2 激光传输系统中的光学元件设计光学元件的设计需要考虑能量损失、光路稳定性以及对焊接效果的影响。

通过光学元件的优化设计，可以提高焊接效率和质量。

4.3 光学元件的优化方法与实例分析根据具体需求，采用光学优化方法进行组件设计和排列，可以提高光学能量传输效率和焊接质量。

激光焊接基本原理讲解

一、激光基本原理1、 LASER 是什么意思Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱导放出实现光能增幅的英语开头字母2、激光产生的原理激光――“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。

处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光。

为了得到高能量密度、高指向性的激光,必须要有封闭光线的谐振腔,使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡,进而提高光强,同时提高光的方向性。

含有钕 (ND的 YAG 结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为 1.064um 的近红外光。

这种光束在微弱的受激发情况下,也能实现连续发振。

YAG 晶体是宝石钇铝石榴石的简称,具有优异的光学特性,是最佳的激光发振用结晶体。

3、激光的主要特长a 、单色性――激光不是已许多不同的光混一合而成的,它是最纯的单色光 (波长、频率b 、方向性――激光传播时基本不向外扩散。

c 、相干性――激光的位相 (波峰和波谷很有规律,相干性好。

d 、高输出功率――用透镜聚焦激光后,所得到的能量密度是太阳光的几百倍。

二、 YAG 激光焊接激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。

通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。

常用的激光焊接方式有两种:脉冲激光焊和连续激光焊。

前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。

后者主要用于大厚件的焊接和切割。

l 、激光焊接加工方法的特征A 、非接触加工,不需对工件加压和进行表面处理。

B 、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。

C 、短时间焊接,既对外界无热影响,又对材料本身的热变形及热影响区小,尤其适合加工高熔点、高硬度、特种材料。

激光焊

激光焊焊接方法摘要：激光焊是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密的焊接方法，它作为一种高质量，高精度，低变形，高效率和高速度的焊接方法，在工业应用中越来越广泛，对焊接结构的性能要求越来越高。

本文概述了激光焊接的发展现状，简单介绍了采用激光技术进行焊接的基本原理及其优缺点。

通过介绍激光焊接在具体领域（如汽车业、造船业等）的应用，充分说明激光技术在焊接制造中的优越性，并对激光焊接的发展前景做了具体的展望。

关键字高能量激光焊展望引言自从20世纪60年代初激光器诞生后，它在焊接领域的应用潸力便引起人们的极大关注，很快就在焊接领得到了应用。

早期的激光焊接应用均采用固体激光器，焊接过程属传导型焊接，即激光辐照加工工件表面，激光能量被表层10~100微米的薄层所吸收，工作表面的热量通过热传导向内部扩散，熔池达到一定深度，表面无明显汽化。

这种焊接输入工件的热量小，单位时间焊合的面积也小，主要用于电子器件等小型精密部件的焊接。

1激光焊原理、分类及特点激光(1Jaser)是英文Light Ampl小cationby Stimulated EmKsion of Radiation的缩写，意为“通过受激辐射实现光的放大”。

激光利用辐射激发光放大原理而产生一种单色、方向性强、光亮度大的光束。

经透射或反射镜聚焦后可获得直径小于0．01mm、功率密度高达l0“W／m”的能束，可用作焊接、切割及材料表面处理的热源。

1．1激光焊原理及分类1.1.1激光焊原理[1]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。

激光焊的原理

激光焊的原理
激光焊是指通过激光束的高能量密度，将工件的焊缝区域加热至熔点或汽化点，使其与焊接材料熔合在一起的一种焊接方法。

激光焊的原理是利用激光束的光能在工件表面产生高温，在这个过程中会发生以下几个物理过程：
1. 吸收过程：激光束在照射到工件表面后，经过材料的吸收，能量会被转化为热能，产生高温。

2. 传导过程：热量会由焊缝位置向周围传导，使焊缝位置周围的材料也受到加热。

3. 溶解过程：当温度升至材料的熔点时，焊接材料开始融化，并与基材相互扩散，并在接触位置形成固体相互扩散和混合，完成焊接。

4. 冷却过程：焊接完成后，焊缝区域会迅速冷却，形成焊缝。

激光焊的优点是能够实现高精度的焊接，同时工件受热区域小，热影响区域小，使得焊接变形小；同时还能够焊接高反射率材料以及难以达到的位置，如深度狭窄的焊缝。

因此，激光焊已经被广泛应用于航空、航天、汽车、电子、医疗等领域中。

激光焊正确手法和技巧

激光焊正确手法和技巧1. 嘿，你知道激光焊的正确手法吗？就像拿筷子夹菜一样，得稳准狠！比如在焊接的时候，手要稳稳地握住焊枪，不能抖啊，一抖不就歪了嘛，那可就出大问题啦！要对准焊接的位置，这可不能马虎，不然焊错地儿了咋整。

然后呢，焊接的速度也要把握好，太慢了不行，太快了也不行，得恰到好处，就好像跑步的节奏一样，不快不慢才能跑得顺溜。

2. 哎呀呀，激光焊的技巧可重要啦！你想想看，这就跟骑自行车一样，得掌握好平衡和力度呀。

比如调整激光的功率，就像给自行车调档一样，得根据材料来合适地调。

焊接的角度也很关键呢，角度不对那效果能好吗？就好比倒水，角度不对水不就洒出来啦！所以呀，一定要重视这些技巧。

3. 哇塞，激光焊正确手法可是有大学问的哟！就像跳舞要踩准节奏一样，每一步都得恰到好处。

比如移动焊枪的时候，要有一种行云流水的感觉，不能生硬地拉过去，那多难看呀！而且要注意焊缝的连续性，不能断断续续的，这可不是画虚线呀，是要实实在在连接起来的。

你说对不？4. 嘿哟，激光焊的技巧那可真是让人得好好琢磨琢磨！好比弹钢琴，每个按键都得按对时机和力度。

焊接过程中的保护气体也很重要呀，这就像给宝贝戴个保护罩，没有它可不行呢！还有呀，焊接不同的材料就像弹不同的曲子，方法也不一样哦，你可别搞混啦！5. 哇哦，激光焊的正确手法简直太关键啦！就跟投篮一样，瞄得准才能投得进。

在焊接的时候，眼睛可得看好了，不能瞎焊呀！而且要注意焊缝的宽窄，太宽太窄都不好，就像面条煮得太硬太软都不好吃一样。

是不是很有意思呀？6. 嘿，朋友！激光焊的技巧可别小瞧啊！这就像画画，线条得画流畅了。

比如控制焊接的深度，不能太深也不能太浅，不然就不完美啦！还有啊，选择合适的焊接参数就像选对画笔的颜色，不对的话画出来可就不好看咯！你懂了吗？7. 哎呀，激光焊正确手法和技巧那可都是宝贝呀！和做菜一样，火候、调料都得恰到好处。

在实际操作中，手要灵活，不能死板，不然怎么能做出漂亮的焊缝呢？所以呀，一定要把这些手法和技巧学好、用好，才能成为激光焊的高手！总之，掌握好激光焊的正确手法和技巧真的超级重要，能让你在工作中事半功倍！。

激光焊工艺流程

激光焊工艺流程激光焊是一种利用高能密度激光束对焊接材料进行加热的焊接方法。

它具有焊缝狭窄、热影响区小、焊接速度快等特点，因此在工业制造中得到广泛应用。

本文将主要介绍激光焊的工艺流程。

首先，工件准备。

在进行激光焊前，需要对焊接材料进行准备工作。

这包括清洁表面、去除氧化物和油污等。

通过清洁处理，可以使焊接材料表面清洁并提高焊接质量。

其次，激光焊设备的设置。

在进行激光焊之前，需要根据焊接材料的特性以及焊接需求调整激光焊设备的参数。

包括激光功率、激光束的聚焦等参数。

通过合理的设定，可以实现最佳的焊接效果。

然后，进行焊接定位。

在焊接之前，需要将工件进行定位。

通过定位，可以确保焊接位置准确，并避免焊接出现偏差。

通常情况下，焊接材料的定位会使用夹具或者定位块来实现。

接下来，进行激光焊。

在焊接过程中，需要将激光束聚焦在焊缝上，对焊接材料进行加热。

激光束的功率携带了大量的能量，当激光束集中在焊缝上时，焊接材料会迅速加热并熔化。

通过控制激光束的移动速度和功率大小，可以实现焊接材料的熔化和凝固。

最后，进行焊后处理。

在焊接完成后，需要对焊缝进行处理。

这包括清理焊缝上的氧化物和溶质等，以保证焊接质量。

同时，还可以进行焊接接头的修整工作，使其更加平整和美观。

综上所述，激光焊的工艺流程主要包括工件准备、设备设置、焊接定位、激光焊和焊后处理。

每一个环节都需要严谨和细致，以确保焊接质量。

激光焊作为一种高效、高质量的焊接方法，在汽车、航空航天、电子等领域有广泛应用，并为工业制造提供了重要的技术支持。

激光焊接的工艺流程和步骤

激光焊接的工艺流程和步骤下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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激光焊技术要求

激光焊技术要求激光焊技术要求可不少呢！这可不是随随便便就能掌握的呀。

就好像要攀登一座高峰，每一步都得小心翼翼，每一个细节都不能马虎。

你想想看，激光束啊，那可是极其精准和强大的力量。

要让它乖乖听话，按照我们的意愿去焊接，那可得下一番功夫。

首先就是对焊接材料的要求，得选对合适的材料，就像给战士配上趁手的兵器一样。

要是材料不合适，那可就好比让千里马去拉磨，发挥不出它应有的威力呀。

然后呢，焊接的环境也至关重要。

不能有太多的灰尘、杂质，这就好比在干净整洁的舞台上表演和在杂乱无章的后台表演，效果能一样吗？这环境要是不达标，激光焊的效果肯定大打折扣啊。

还有啊，操作人员的技术水平那更是关键中的关键。

这就像一个优秀的赛车手，要能精准地掌控赛车的速度和方向。

一个经验丰富、技术娴熟的操作人员，能让激光焊发挥出最大的效果，能把那些焊接的难题都轻松解决掉。

他们得熟悉各种参数的设置，了解不同材料的特性，这可不是一朝一夕能练成的功夫呀。

再说说激光焊设备本身吧，这可是整个技术的核心啊。

就如同战士手中的宝剑，得锋利无比、坚不可摧。

设备的稳定性、精度都得达到很高的标准。

要是设备时不时出点小毛病，那还怎么保证焊接的质量呢？而且，在焊接过程中，对温度的控制也很重要啊。

温度太高或太低，都会影响焊接的质量。

这就好像烤面包一样，火候掌握不好，面包可就不好吃啦。

总之，激光焊技术要求真的很多很严格。

但只要我们认真对待，把每一个环节都做好，就一定能让激光焊技术绽放出耀眼的光芒。

让我们一起努力，把这门技术掌握得炉火纯青，为我们的生活和工作带来更多的便利和精彩吧！。

激光焊接技巧[优质文档]

激光焊接技术激发电子或分子使其在转换成能量的过程中产生集中且相位相同的光束，Laser来自Light Amplification by Stimulated Emission Radiation的第一个字母所组成。

由光学震荡器及放在震荡器空穴两端镜间的介质所组成。

介质受到激发至高能量状态时，开始产生同相位光波且在两端镜间来回反射，形成光电的串结效应，将光波放大，并获得足够能量而开始发射出激光。

激光亦可解释成将电能、化学能、热能、光能或核能等原始能源转换成某些特定光频（紫外光、可见光或红外光的电磁辐射束的一种设备。

转换形态在某些固态、液态或气态介质中很容易进行。

当这些介质以原子或分子形态被激发，便产生相位几乎相同且近乎单一波长的光束-----激光。

由于具同相位及单一波长，差异角均非常小，在被高度集中以提供焊接、切割及热处理等功能前可传送的距离相当长。

世界上的第一个激光束于1960年利用闪光灯泡激发红宝石晶粒所产生，因受限于晶体的热容量，只能产生很短暂的脉冲光束且频率很低。

虽然瞬间脉冲峰值能量可高达10^6瓦，但仍属于低能量输出。

使用钕（ND）为激发元素的钇铝石榴石晶棒（Nd:YAG）可产生1---8KW的连续单一波长光束。

YAG激光，波长为1.06uM，可以通过柔性光纤连接到激光加工头，设备布局灵活，适用焊接厚度0.5-6mm。

使用CO2为激发物的CO2激光（波长10.6uM），输出能量可达25KW，可做出2mm板厚单道全渗透焊接，工业界已广泛用于金属的加工上。

属于熔融焊接，以激光束为能源，冲击在焊件接头上。

激光束可由平面光学元件（如镜子）导引，随后再以反射聚焦元件或镜片将光束投射在焊缝上。

激光焊接属非接触式焊接，作业过程不需加压，但需使用惰性气体以防熔池氧化，填料金属偶有使用。

激光焊可以与MIG焊组成激光MIG 复合焊，实现大熔深焊接，同时热输入量比MIG焊大为减小。

（1）可将入热量降到最低的需要量，热影响区金相变化范围小，且因热传导所导致的变形亦最低。

激光焊接技术简介

第二章激光焊接的根本原理
激光产生的三要素
三要素：鼓励源，工作介质，谐振腔
1.鼓励源要想把处于低能态的粒子送到高能态去，就得有外力借助
工具来实现。这个过程类似于把水位很低的河水或井水抽运到水塔上的蓄水池里，必须要有足够功率的水泵作功才成。同理，要实现粒子数反转，首先必须消耗一定的能量把大量粒子从低能级“搬运〞到高能级，这种过程在激光理论上叫做泵浦或鼓励。由于其作用原理和水泵抽水相类似，所以把能使大量的粒子从低能态抽运到高能态的鼓励装置通称之为“光泵〞。
第二章激光焊接的根本原理
三、谐振腔适宜的工作物质有了，实现粒子数反转的鼓励源有了，
这下子该“激〞出激光了吧!还不行，因为人们在实验中发现这样虽然可以产生受激辐射，但非常微弱，根本形不成可供人们使用的激光。这很自然的使人们想到了采用放大的方法来解决这个问题，于是出现了光学谐振腔。即利用两个面对面的反射镜，使放大了的光在镜间来回被反射，反复通过镜间的介质不断再放大，即反响放大。两个反射镜可以是平面，也可以是球面。
第二章激光焊接的根本原理
从图上可以看出，凡非腔轴方向的自发辐射，尽管它也可以诱发激发态上的粒子产生光放大，但因介质体积有限，腔侧面又是敞开的，终将逸出腔外。所以，产生激光的作用不大。唯独沿腔轴方向的自发辐射才起作用。每当它碰到镜面时，便被反射沿原路折回，又重新通过介质不断诱发激发态上的粒子产生受激辐射光放大。由于受激辐射光在腔镜间往返运行，介质被反复利用，腔轴方向受激辐射光就越来越强。其中一局部从局部反射镜端射出，这就是激光；
第二章激光焊接的根本原理
而其余局部留在腔内继续反响放大以维持不断的向外辐射激光，如下图。介质内部沿纵轴方向偶然弱小的自发辐射经过振荡和放大，最终形成强大的激光辐射过程就叫激光振荡放大。由于光速极快，所以此过程极短。

激光焊接机原理

激光焊接是将高强度的激光束辐射至金届表面，通过激光与金届的相互作用，金届吸收激光转化为热能使金届熔化后冷却结晶形成焊接。

图1显示在不同的辐射功率密度下熔化过程的演变阶段，激光焊接机原理有两种：第一种，热传导焊接当激光照射在材料表面时，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，将光能转化为热能而加热熔化，材料表面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递，最后将两焊件熔接在一起。

第二种，激光深熔焊当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时，材料吸收光能转化为热能，材料被加热熔化至汽化，产生大量的金届蒸汽，在蒸汽退出表面时产生的反作用力下，使熔化的金届液体向四周排挤，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿人更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后将两焊件焊接在一起。

这两种焊接机理根据实际的材料性质和焊接需要来选择，通过调节激光的各焊接工艺参数得到不同的焊接机理。

这两种方式最基本的区别在丁：前者熔池表面保持封闭，而后者熔池则被激光束穿透成孔。

传导焊对系统的扰动较小，因为激光束的辐射没有穿透被焊材料，所以，在传导焊过程中焊缝不易被气体侵入；而深熔焊时，小孔的不断关闭能导致气孔。

传导焊和深熔焊方式也可以在同一焊接过程中相互转换由传导方式向小孔方式的转变取决丁施加丁工件的峰值激光能量密度和激光脉冲持续时间。

激光脉冲能量密度的时间依赖性能够使激光焊接在激光与材料相互作用期间由一种焊接方式向另一种方式转变，即在相互作用过程中焊缝可以先在传导方式下形成，然后再转变为小孔方式。

1、激光焊接的焊缝形状对丁大功率深熔焊由丁在焊缝熔池处的熔化金届，由丁材料的瞬时汽化而形成深穿型的圆孔空腔，随着激光束与工件的相对运动使小孔周边金届不断熔化、流动、封闭、凝固而形成连续焊缝，其焊缝形状深而窄，即具有较大的熔深熔宽比，在高功率器件焊接时，深宽比可达5:1,最高可达10:1[2]。

图2显示四种焊法在316不锈钢及DUCOLW30钢上的焊缝截面形状的比较，对比的结论有以下几点：1激光焊和电子束焊比TIG和等离子焊的主要优点相似：焊缝窄、穿透深、焊缝两边平行、热影响区小;2TIG和等离子焊投资少，广泛应用了许多年，经验比较多;3激光焊和电子束焊在高生产率方面优势大得多。

激光焊接技术讲义二

激光维持爆发波（LSD)，冲击波阵面就是激光吸收区，被吸收的
激光能量支持冲击波前进，LSD波相对于波前介质超音速运动，其速度可达每秒几千米至上百千米，等离子体温度约为10eV至几十电子伏。
激光维持燃烧波对焊缝成形的影响
3、等离子体的周期性
等离子体喷发出匙孔形成羽状等离子云
羽状等离子云吸收光束能量匙孔内光束能量减少，等离子体的产生作用减弱，同时匙孔熔深减小羽状等离子云逐渐消散
与常规激光器增加能量方法的不同之处
半导体、CO2、NdYAG激光器的比较
光束传播方式
附带电源的大功率半导体激光器
半导体激光加工头
不同激光器的外观
涡轮叶片激光熔覆
轴高速熔覆
扭转弹簧表面硬化
半导体激光焊接钢盒
半导体激光器焊接塑料
IR Diode
Housing
Lid with push buttons
光纤传输方式
光纤传输方式
多路转接器
以很高的转向频率，依次给超过20 根的光纤提供光源，适合“多点”或 “多工位”激光加工。
（二）光束的聚焦
扫描式焊接加工头
变焦点光学元件
三、激光加工系统分类
根据轨迹特性：二维平面轨迹系统（二轴、三轴）三维空间轨迹系统（四轴、五轴、六轴）根据时间特性：能分系统、时分系统
上式可转化为： 1= E反射/E0 + E吸收/E0 + E透过/E0 即： 1=R+α+T
其中：R—反射系数;α—吸收系数;T—透射系数当材料对激光为不透明时E透过=0，则 1=R+α
激光入射到距离材料表面X处的激光强度为：（布格定律）
I = I 0 e − αχ

激光焊接工艺

3 激光焊接的设定条件
激光焊接的设定条件包括下面两点： (1)激光功率：是使树脂熔化的热源。 (2)扫描速度：是激光束的移动速度。同时，就材料而言，下面两点也很重要： (3)透射性材料的光线透射率 (4)透射性材料的厚度
思考题
• 1 简述激光焊的基本原理。 • 2 激光焊接有哪些优缺点。
激光器结构示意图
(1) 传热焊
采用的激光光斑功率功率密度小于105W/mm2时，激光将金属表面加热到熔点与沸点之间，焊接时，金属材料表面将所吸收的激光能转变为热能，使金属表面温度升高而熔化，然后通过热传导方式把热能传向金属内部，使熔化区逐渐扩大，凝固后形成焊点或焊缝，其熔深轮廓近似为半球形。这种焊接机理称为传热焊。传热焊的主要特点是激光光斑的功率密度小，大部分光被金属表面所反射，光的吸收率较低，焊接熔深浅，焊接速度慢。主要用于厚度小于1mm件的焊接加工。
当光束能量所产生的金属蒸汽的反冲压力与液态金属的表面张力和重力平衡后，小孔不再继续加深，形成一个深度稳定的孔而进行焊接，因此称之为激光深熔焊。
三、激光焊的工艺特点
激光焊的优点：
（1）焊接速度快、能量密度高、灵活性大。深宽比可达5：1，最高可达10：1。
（2）可在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；在各种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。
激光的特性
（1）高方向性激光发散角小，接近平行光，可用于定位、导向和测距等。（2）亮度高(光强) 聚焦后光斑上的功率密度达1015W/cm2或更高，其亮度比太
阳光要亮100亿倍，可以进行材料加工或医疗外科手术。（3）高单色性其单色性比一般光高108-109倍以上，可把激光波长作为长度