激光焊接工艺
激光焊接技术原理及工艺分析
激光焊接技术原理及工艺分析激光焊接技术是一种高能束聚焦到小焊点上进行焊接的技术。
它利用激光束的高能量密度和较小的热影响区域，可以实现高精度、高效率和高质量的焊接。
激光焊接技术的原理是利用激光器产生的激光束，通过镜片的调整将激光束聚焦成小焊点，然后将激光束照射到焊接点上。
当激光束照射到工件表面时，激光能量会被吸收，形成热源，使接触到的工件表面迅速升温并熔化。
通过控制激光束的功率、速度和聚焦点的大小，可以控制焊接过程中的热输入和焊接区域，从而实现焊接的高精度和高质量。
激光焊接技术的工艺分析主要包括以下几个方面：1. 材料选择：不同材料对激光的吸收情况不同，在选择激光焊接工艺时需要考虑材料的吸光性和导热性。
通常情况下，高吸光性的材料更容易吸收激光能量，热输入更高，焊接速度也会更快。
2. 激光参数的选择：激光焊接的参数包括激光功率、激光脉冲频率、激光束的直径等。
这些参数直接影响焊接的速度、深度和质量。
激光功率越大，焊接速度越快，但也容易产生过高的热输入，导致焊接缺陷。
激光束的直径越小，焦点越集中，焊接速度也会更快，但对工件的要求也会更高。
3. 激光焊接工艺的控制：激光焊接工艺的控制主要包括焊接速度、焦点位置和气体环境的控制。
焊接速度一般根据焊接区域的尺寸和焊接质量的要求来确定，过快的焊接速度可能导致焊深不足，而过慢的焊接速度则容易产生焊接缺陷。
焦点位置的选择也很重要，需要将激光焦点调整到工件表面的适当位置，以确保焊缝的质量。
气体环境的选择可以影响焊接过程中的氧化、脱气和喷溅现象。
4. 激光焊接后的处理：激光焊接后的处理包括焊缝的清理和残余应力的释放。
焊缝的清理可以通过化学方法、机械方法或热处理方法来实现，以确保焊缝的质量。
残余应力的释放可以通过热处理、冷却和机械方法来实现，以减少焊接件的变形和应力集中。
激光焊接技术是一种高精度、高效率和高质量的焊接技术，它可以实现对材料的精确焊接，广泛应用于汽车、航空航天、电子和制造业等领域。
激光焊接工艺参数
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。
激光焊接工艺和应用技术
激光焊接工艺和应用技术引言激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术，通过激光束的聚焦实现金属材料的精确熔化和连接。
激光焊接工艺和应用技术已经在许多领域得到了广泛应用，包括汽车制造、电子设备、航空航天等。
本文将介绍激光焊接的基本原理、工艺流程和应用技术。
激光焊接的原理激光焊接是利用激光的高能量密度和高聚光性，通过激光束的照射使金属材料局部熔化和连接的焊接技术。
激光束经过透镜的聚焦，使激光功率密度在焦点位置达到一个很高的数值，从而使金属材料局部加热到熔化温度。
通过控制激光束的照射时间和位置，可以实现金属材料的精确焊接。
激光焊接的工艺流程激光焊接的工艺流程包括准备工作、参数设定、焊接操作和焊后处理。
准备工作在开始激光焊接之前，需要先对焊接材料进行准备工作。
这包括清洁焊接表面、去除氧化物等操作，以确保焊接质量。
参数设定在进行激光焊接时，需要设置一系列的参数，包括激光功率、焦距、焊接速度等。
这些参数的设定会影响焊接的质量和效率。
焊接操作激光焊接的操作需要一定的技术和经验。
操作人员需要根据焊接要求和参数设定进行操作，保证焊接的质量和一致性。
焊后处理焊接完成后，还需要进行焊后处理。
这包括焊缝清理、焊接部位的处理等操作，以确保焊接部位达到预期的要求。
激光焊接的应用技术激光焊接技术在许多领域得到了广泛应用。
汽车制造在汽车制造中，激光焊接被广泛应用于车身焊接和零部件焊接等领域。
激光焊接可以实现对汽车焊接质量的控制，提高生产效率和产品质量。
电子设备在电子设备制造中，激光焊接常被用于焊接电子元件和连接电路板等工作。
激光焊接可以实现对微小焊接点的精确焊接，提高产品的可靠性和性能。
航空航天在航空航天领域，激光焊接被广泛应用于航空器的制造和维修。
激光焊接可以实现对复杂结构的焊接，提高航空器的结构强度和整体性能。
结论激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术，已经在许多领域得到了广泛应用。
掌握激光焊接的工艺流程和应用技术，对于提高焊接质量和效率具有重要意义。
激光焊接工艺
激光焊接工艺激光焊接工艺啊，这可是个相当厉害的技术！我记得有一次，我去一家工厂参观，那是我第一次亲眼看到激光焊接工艺的实际应用。
当时，工人们正在焊接一些汽车零部件，那场面可真是让我大开眼界。
激光焊接，简单来说，就是利用高能量密度的激光束来实现材料的连接。
这可不是像我们平时拿个电焊枪随便点点那么简单。
先来说说它的工作原理吧。
激光焊接就像是一个超级精准的“热能狙击手”，能把能量集中在一个特别小的点上，瞬间产生高温，让材料融化并连接在一起。
这个过程快得让人咋舌，而且焊接的地方非常精细，几乎看不到什么瑕疵。
和传统的焊接方法相比，激光焊接的优势那可真是太多了。
比如说，它的焊接速度超级快，能大大提高生产效率。
就像那次我在工厂看到的，短短几分钟，就完成了好几个零部件的焊接，这要是用传统方法，不知道得花多长时间呢。
而且啊，激光焊接的焊缝特别窄，焊接后的部件看起来就很美观，不会有那种粗糙的感觉。
还有哦，它能焊接的材料种类也特别多，不管是金属还是非金属，都能轻松搞定。
再讲讲它在不同领域的应用吧。
在汽车制造行业，激光焊接可以让车身更加坚固和美观。
那些车架的拼接，零部件的连接，都离不开激光焊接的功劳。
在电子行业，像手机、电脑里面的那些微小零件，也是靠激光焊接来完成的，精度高得让人惊叹。
还有医疗器械领域，一些精细的器械，比如心脏起搏器、手术器械等等，激光焊接能保证它们的密封性和安全性。
不过呢，激光焊接也不是完美无缺的。
它对设备的要求比较高，成本也相对较大。
而且操作的时候需要特别小心，毕竟那激光束可不是闹着玩的。
但是，随着技术的不断进步，这些问题也在逐渐得到解决。
我相信，在未来，激光焊接工艺会变得更加普及，给我们的生活带来更多的便利和惊喜。
总之，激光焊接工艺就像是一个神奇的魔法，让材料之间的连接变得更加高效、精准和美观。
希望以后能看到更多令人惊叹的激光焊接成果，让我们的生活变得更加美好！怎么样，是不是对激光焊接工艺有了一些新的认识呢？。
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究激光焊接技术是一种高精度、高效率的焊接方法，近年来得到了广泛的应用和发展。
本文将探究激光焊接技术的研究现状和发展趋势，分析其在各个领域的应用以及未来的发展方向。
一、激光焊接技术的研究现状1. 激光焊接工艺激光焊接是利用激光束对材料进行加热，从而使材料表面产生熔化，并将熔化池与受热区域形成牢固的结合。
激光焊接工艺主要包括传统激光焊接、深层激光焊接、激光-激光混合焊接、激光-煤炭混合焊接等多种方式，每种方式都有其适用的具体情况。
2. 激光焊接设备激光焊接设备包括激光发生器、激光传输系统和焊接装置等部分。
目前，市场上主要有固体激光器、液体激光器和气体激光器等多种类型的激光器可供选择，其中固体激光器因其高功率、高能量密度和高效率等优势，逐渐成为主流。
3. 激光焊接材料激光焊接可适用于多种材料，包括金属材料、合金材料、塑料材料等。
而随着激光焊接设备和工艺的不断改进，其在特殊材料、复合材料和高温材料等方面的应用也逐渐增多。
4. 激光焊接检测技术激光焊接后的焊缝质量直接影响着工件的使用性能，因此激光焊接检测技术成为焊接过程中不可或缺的一部分。
目前，主要的检测技术包括激光扫描显微镜检测、红外热像仪检测、超声波检测和X射线检测等多种方式。
5. 激光焊接应用领域激光焊接技术已经广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备、医疗器械、管道制造等领域。
在汽车制造中，激光焊接可以实现车身零部件的高效焊接，提高生产效率，减少成本。
6. 激光焊接的优势与传统焊接方法相比，激光焊接具有焊缝小、变形小、热影响区小、焊接速度快、热影响深度浅等特点。
激光焊接在一些对焊接质量要求高、对材料变形敏感的领域有着明显的优势。
1. 激光焊接设备的技术升级随着激光技术的不断发展，激光焊接设备的性能将不断提升。
固体激光器的输出能量和能量密度将不断增加，激光束质量和稳定性将得到进一步提高，激光束调控技术也将更加精密。
2. 激光焊接工艺的创新针对不同的焊接需求，激光焊接技术将不断进行工艺创新。
《激光焊接工艺》课件
硬度检测
对焊缝进行拉伸、弯曲、冲击等试验，检 测其力学性能。
通过硬度计测量焊缝及热影响区的硬度， 判断材料的冶金状态。
焊接质量的控制措施与标准
控制焊接参数
选择合适的激光功率、焊接速度、光斑直径 等参数，确保焊接质量稳定。
控制母材与填充材料
确保母材与填充材料的冶金性能符合要求， 减少杂质与气体含量。
《激光焊接工艺》 ppt课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 激光焊接技术概述 • 激光焊接设备与材料 • 激光焊接工艺参数 • 激光焊接质量检测与控制 • 激光焊接技术的发展趋势与展望
01
激光焊接技术概述
激光焊接技术的定义
激光焊接技术是一种利用高能激光束 照射在材料表面，使材料熔化、冷却 并形成连接的工艺方法。
。
01
激光焊接设备与材 料
激光焊接设备的种类与特点
脉冲激光焊接机
适用于薄板、有色金属的精密焊接，具有能 量集中、热影响区小等特点。
光纤激光焊接机
具有光束质量好、聚焦光斑小、能量密度高 等特点，广泛应用于各种材料的焊接。
连续激光焊接机
适用于厚板、高熔点金属的焊接，具有焊接 速度快、深宽比大等特点。
通过添加填充金属丝，提高焊接质量和效率。
3
激光复合焊接技术
结合激光焊接和电弧焊接的优势，实现高效、高 质量的焊接。
激光焊接技术的未来发展方向
智能化控制
利用先进的传感器和控制系统，实现激光焊接过程的 智能控制。
高能束流加工技术
结合激光、电子束和离子束等高能束流加工技术，提 高加工效率和精度。
新型激光器研发
激光焊接工艺的基本知识
激光焊接工艺的基本知识概述激光焊接是一种高能量密度的热源焊接方法，利用激光束将工件加热到熔化或融合状态，实现金属材料的连接。
激光焊接具有高精度、高速度、低变形等优点，在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。
工作原理激光焊接主要通过激光束对工件表面进行聚焦，使其吸收激光能量产生热源，从而使工件局部区域迅速升温并达到熔化或融合状态。
通过控制激光束的功率、聚焦方式和运动轨迹，实现对工件的精确加热和连接。
设备与系统激光源激光源是激光焊接系统的核心部件，常见的激光源包括CO2激光器、固态激光器和纤维激光器等。
不同类型的激光源具有不同的特点和适用范围，选择合适的激光源对于实现高质量的焊接至关重要。
光学系统光学系统主要包括激光束传输系统和聚焦系统。
激光束传输系统用于将激光束从激光源传输到焊接头，常见的传输方式有光纤传输和反射镜传输。
聚焦系统用于将激光束聚焦到工件上，通常包括凸透镜、平凸透镜和聚焦镜等。
控制系统控制系统是激光焊接过程中的关键部分，用于控制激光功率、聚焦位置和运动轨迹等参数。
通过精确控制这些参数，可以实现对焊接过程的精确控制和优化。
工艺参数激光功率激光功率是影响焊接速度和质量的重要参数。
功率过低会导致无法达到熔化或融合状态，功率过高则容易引起气孔、裂纹等缺陷。
根据工件材料和厚度的不同，选择合适的激光功率进行焊接。
焦距焦距是指从聚焦镜到工件焊点的距离，影响激光束的聚焦效果和焊接质量。
焦距过大会导致焊缝变宽、深度不足，焦距过小则容易引起激光束的散射和偏离。
根据焊接要求和工件形状选择合适的焦距。
扫描速度扫描速度是指激光束在工件表面移动的速度，影响焊接线能量分布和熔池形态。
扫描速度过快会导致熔池不稳定、焊缝细节不清晰，扫描速度过慢则容易引起过热和变形。
根据工件材料和要求选择合适的扫描速度。
气体保护气体保护是激光焊接中常用的一种方法，通过向焊接区域供应惰性气体，如氩气或氮气等，可以有效防止氧化、脱氢和杂质的进入，提高焊接质量。
激光焊接工艺
激光焊接工艺
激光焊接是一种高能量浓缩的焊接方法，适用于多种材料的焊接。
它利用高能量激光束来熔化和连接材料，具有焊接速度快、热影响区小和焊缝质量高等优点。
工艺步骤
激光焊接工艺主要包括以下步骤：
1. 准备工作：清洁和处理要焊接的材料表面，确保无污染和氧化层。
2. 调试设备：调整激光焊接机的参数，如功率、脉冲周期和激光束聚焦等，以适应不同材料的焊接需求。
3. 对位与固定：将要焊接的材料对准并固定在焊接平台上，确保位置准确和稳定。
4. 开始焊接：通过控制激光束的运动和功率输出，开始焊接过程。
焊接速度和功率的控制会影响焊接深度和焊缝质量。
5. 检查与整理：焊接完成后，进行焊缝检查和整理，确保焊缝质量和外观。
优势和应用
激光焊接具有以下优势：
- 焊接速度快：激光焊接速度可以达到每秒数米，远快于传统焊接方法。
- 热影响区小：激光焊接瞬间完成，热影响区较小，可以避免材料的变形和热损伤。
- 焊缝质量高：激光焊接可以实现高精度和高品质的焊缝，焊接强度和密封性好。
激光焊接广泛应用于以下领域：
- 电子：电子元器件的焊接，如电路板、芯片封装等。
- 汽车制造：汽车零部件的焊接，如车身焊接、发动机部件的连接等。
- 航空航天：航空航天器件的焊接，如航天器部件连接、发动机燃烧室焊接等。
激光焊接工艺是一种先进且高效的焊接方法，具有广阔的应用前景。
熟练掌握激光焊接工艺，对于提高产品质量和生产效率具有重要意义。
激光焊接工艺参数讲解
激光焊接工艺参数讲解激光焊接工艺是一种使用高能量激光束将材料熔化并连接在一起的焊接技术。
它具有高能量密度、狭窄热影响区、快速熔化和凝固速度等优点，已广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
在激光焊接过程中，工艺参数的选择对焊缝质量和焊接效率有着重要影响。
下面将详细介绍几个关键的激光焊接工艺参数。
1.激光功率：激光功率是指激光器输出的功率，也是激光焊接中最为关键的参数之一、激光功率的选择应根据材料厚度、焊缝宽度等因素来确定。
功率过大会导致焊缝熔化过度，出现裂纹等缺陷；功率过小则无法达到理想的焊接效果。
2.激光波长：激光波长是指激光器产生的激光光束的波长，常用的波长有CO2激光器的10.6μm和固体激光器的1.06μm。
不同材料对激光波长的吸收情况不同，选择适当的波长可以提高焊接效果。
3.激光扫描速度：激光扫描速度是指激光束在焊接过程中的移动速度。
激光扫描速度的选择应根据焊接材料的导热性、热传导率等因素来确定。
过高的扫描速度会导致焊缝填充不充分，焊接质量下降；过低的扫描速度则会增加焊接时间和成本。
4.焦点位置：焦点位置是指激光束在焊接过程中的聚焦位置。
焦点位置的选择应根据焊接材料的厚度和要求等因素来确定。
焦点位置偏离太远会导致焊点变粗，焊缝变宽；焦点位置偏离太近则会导致焊点变细，焊缝变窄。
5.辅助气体：辅助气体是在焊接过程中用于保护焊缝和清洁焊接区域的气体。
常用的辅助气体有氩气、氮气等。
辅助气体的选择应根据材料的特性和焊接要求来确定。
6.脉冲频率：脉冲频率是指激光器输出激光束的频率。
脉冲频率的选择需要根据焊接材料的热导率、导热系数等因素来确定。
脉冲频率过高会导致焊接气孔增多，焊接质量下降；脉冲频率过低则会增加焊接时间。
以上是几个关键的激光焊接工艺参数的讲解。
在实际应用中，需要根据具体的焊接材料和要求来选择合适的工艺参数，以获得理想的焊接效果。
此外，还需要注意检查焊接设备的状态、保持焊接区域的干净和干燥等，以提高焊接质量和效率。
焊接工艺的激光焊接技术要点
焊接工艺的激光焊接技术要点随着科技的不断进步和发展，激光焊接技术作为一种高效、精确的焊接方式得到了广泛的应用。
激光焊接技术利用激光束对焊接材料进行加热，达到熔化的目的。
本文将重点介绍激光焊接技术的要点，并讨论其在焊接工艺中的应用。
一、激光焊接技术的基本原理激光焊接技术利用激光束对焊接材料进行加热，并在激光束的照射下使熔融池形成，从而实现材料的焊接。
激光束通过光学元件的准直和导引，最终集中到焊接接头上。
激光焊接的热源浓度高、对热影响区小，具有焊接速度快、熔深大、焊缝质量高等优点。
二、激光焊接技术的要点1. 激光焊接设备的选型激光焊接设备的选型是激光焊接工艺的关键。
选型时需考虑到焊接材料的种类、厚度、焊接条件等因素，并结合生产需求和经济实际进行选择。
常见的激光焊接设备有CO2激光器、光纤激光器等。
2. 材料准备和表面处理激光焊接需要对焊接材料进行预处理，以保证焊接质量。
材料准备包括焊缝的设计、材料的选择和切割等。
表面处理则主要包括除锈、除油和打磨等工艺，以保证焊接材料表面的洁净度。
3. 焊接参数的选择激光焊接参数的选择是影响焊接质量的重要因素。
焊接参数包括激光功率、焊接速度、激光束直径等。
选取适当的焊接参数可以提高焊接速度和焊接质量，同时减小焊接变形和热影响区。
4. 焊接过程控制激光焊接过程控制是确保焊接质量的关键。
焊接过程控制主要包括焊接速度、激光束角度、焊接位置等的控制，以及焊接过程中的监测和调整。
合理的焊接过程控制可以提高焊缝质量和焊接效率。
三、激光焊接技术在焊接工艺中的应用激光焊接技术由于其独特的优点，在焊接工艺中得到了广泛的应用。
它被广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备制造等领域。
在汽车制造中，激光焊接可以用于车身焊接、发动机焊接等环节；在航空航天领域，激光焊接可以用于航空发动机叶片的焊接和涡轮盘的焊接等；在电子设备制造中，激光焊接可以用于电子器件的封装等。
激光焊接技术的应用可以提高生产效率，减小焊接变形和热影响区，同时提高焊接强度和焊缝质量。
激光焊接技术原理及工艺分析
激光焊接技术原理及工艺分析激光焊接技术是一种高效、精密的焊接方法，广泛应用于汽车制造、航天航空、电子电气、金属加工等领域。
它具有焊缝窄、热影响区小、焊接速度快、焊接变形小等优点，因此备受行业的青睐。
本文将对激光焊接技术的原理及工艺进行深入分析，以便更好地应用于实际生产中。
一、激光焊接技术原理激光焊接技术是利用高能密度激光束对工件进行局部加热，使其熔化并与填充材料熔合，从而实现焊接的一种焊接方法。
激光焊接技术的焊接原理主要包括热传导和熔化两个过程。
1. 热传导过程激光束照射到被焊接工件表面时，会迅速将能量转移到工件内部，并在其表面形成一个“热源区”。
在热源区内，温度迅速升高，使金属材料发生相变，从而产生熔化现象。
热传导过程是激光焊接的关键步骤，决定了焊接质量和效率。
2. 熔化过程一旦工件表面温度达到熔点，金属材料便开始熔化，并与填充材料一起形成一层融合的熔池。
激光束的高能密度可以使金属材料迅速熔化，从而实现高速、高效的焊接过程。
二、激光焊接工艺分析激光焊接工艺主要包括焊接设备、工艺参数、焊接过程控制等方面。
下面将分别对这些方面进行分析。
1. 焊接设备激光焊接的设备主要由激光器、光纤传输系统、焊接头及其控制系统等组成。
激光器是激光焊接的核心部件，它产生高能密度的激光束，然后通过光纤传输系统输送到焊接头。
焊接头通过镜片对激光束进行聚焦和调节，然后照射到工件表面进行焊接。
2. 工艺参数激光焊接的工艺参数包括激光功率、焦距、焊接速度、频率等多个方面。
这些参数的选择直接影响到焊接效果和质量。
一般来说，激光功率越大，焊接速度越快，焊接效果越好。
而焦距、频率等参数则需要根据具体的焊接材料和厚度进行调节。
3. 焊接过程控制激光焊接的过程控制是确保焊接质量的关键。
焊接过程需要对激光功率、焊接速度、焦距等参数进行精确控制，同时还需要考虑到工件的热变形、填充材料的均匀性等因素。
现代化的焊接设备通常配备了先进的焊接控制系统，能够通过实时监控和反馈机制来实现焊接过程的精确控制。
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
激光的焊接原理与主要实用工艺全参数
激光的焊接原理与主要实用工艺全参数激光焊接是一种利用激光束对材料进行加热并熔化，从而实现焊接的工艺。
它通过聚光器聚焦激光束，使其能量密度高度集中，可以快速加热和熔化焊接接头，达到焊接的目的。
激光焊接具有高能量密度、热影响区小、焊缝形状好、焊接速度快等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备、医疗器械等领域。
激光焊接的主要实用工艺参数包括激光功率、激光束模式、焦距、扫描速度、频率等。
激光功率是指激光器输出的功率大小，它直接影响焊接效果。
功率过低会导致焊缝不完全熔化，焊接强度低；功率过高会造成过度熔化和材料脱焊。
因此，选择合适的功率对于激光焊接至关重要。
激光束模式是指激光束的激光光斑形状，常见的有高斯模式和顶帽模式。
高斯模式的激光光斑能量密度分布均匀，焊接效果较好；顶帽模式能量密度中心较高，适用于一些需要高能量密度局部熔化的焊接。
焦距是指聚焦系统中的聚焦镜离焊接接头的距离。
焦距的选择会直接影响激光束的聚焦效果，焦距过大会造成能量集中不够，焊接效果不好；焦距过小会造成聚焦区域过小，焊接速度降低。
扫描速度是指焊接头在焊接过程中的移动速度。
一般来说，激光焊接的扫描速度应适中，过快会导致材料没有充分熔化，焊接质量下降；过慢则可能造成熔池过大、焊缝变宽等问题。
频率是指激光脉冲的频率。
调整频率可以改变激光束的热输入和热传导，从而影响焊缝的形状和质量。
较高的频率能够得到较小的焊缝尺寸，但焊接速度会降低。
此外，还有一些重要的工艺参数需要注意，如气体保护、焊接速度控制、预热等。
气体保护可以保护焊接接头，防止氧气和水蒸气引起的气孔和氧化，常用的气体有氩气和氮气。
焊接速度控制可以控制焊接头的移动速度，保证焊接质量的一致性。
预热可以提高焊接接头的温度，减少热应力和变形，提高焊接质量。
总之，激光焊接作为一种高效、高精度的焊接工艺，具有很大的应用潜力。
在实际应用中，根据具体材料和焊接要求选择合适的激光功率、激光束模式、焦距、扫描速度、频率等参数，能够实现高质量的焊接。
激光焊接工艺的基本知识
激光焊接工艺的基本知识激光焊接的定义激光焊接是利用激光束的高能量密度、高聚焦度和高一致性，将激光能量引入焊接区域，使焊缝区域被熔化并冷却形成焊缝的一种焊接方法。
激光焊接的原理激光焊接是利用激光束的高功率密度，将激光能量转化成热能，通过加热和熔融工件的材料，使其形成焊缝并实现材料的连接。
激光束可以通过光学系统进行聚焦，从而集中到焊接区域上。
激光焊接的优点•高能量密度：激光焊接可以将高能量聚焦在小面积上，使材料瞬间加热并熔化，从而实现快速的焊接。
•高一致性：激光焊接的激光束具有高一致性，焊接效果稳定且可重复。
•焊接速度快：激光焊接的瞬间加热和熔化速度非常快，可以实现高速焊接。
•焊缝质量好：激光焊接可以实现焊缝的精细化控制，焊缝形态美观且强度高。
•无接触式焊接：激光焊接是一种无接触式的焊接方法，可以避免材料变形和污染。
激光焊接的应用领域1.电子行业：激光焊接广泛应用于电子产品的组装和连接，如手机、电脑等电子元件的焊接。
2.汽车工业：激光焊接广泛应用于汽车零部件的制造，如发动机、变速器等的焊接。
3.航空航天工业：激光焊接在航空航天领域具有重要应用，如飞机结构件的焊接、航天器的焊接等。
4.家电行业：激光焊接在家电行业中应用广泛，如冰箱、洗衣机等产品的焊接。
5.医疗器械：激光焊接在医疗器械制造中具有重要地位，如手术器械、人工关节等的焊接。
激光焊接的工艺参数1.激光功率：激光功率决定了焊接过程中的能量输入，需要根据焊接材料的厚度和类型进行选择。
2.激光波长：激光波长决定了激光束在焊接材料中的穿透深度，需要根据焊接材料的吸收情况选择合适的波长。
3.聚焦方式：激光焊接可以采用具有不同聚焦方式的光学系统，如凸透镜、聚焦镜等，根据焊接材料的形态和要求选择合适的聚焦方式。
4.扫描速度：扫描速度决定了焊接速度，需要根据焊接材料的热导率和焊接质量要求进行调整。
5.激光频率：激光频率可以影响焊接的稳定性和效果，需要根据焊接材料的特性选择合适的频率。
激光焊工艺
激光焊工艺1. 概述激光焊是一种利用高能量密度激光束将工件加热至熔化状态并实现焊接的工艺。
与传统焊接方法相比，激光焊具有高能量聚焦、热输入集中、热影响区小、精细控制等优点，被广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等领域。
2. 激光焊的原理激光焊通过将高能量密度的激光束聚焦到工件上，使其表面温度迅速升高，达到熔化或蒸发的温度。
在激光束的作用下，工件表面形成一个熔池，然后通过控制激光束的位置和功率，将两个或多个工件进行连接。
3. 激光焊的设备3.1 激光源激光源是激光焊设备中最核心的部分，它产生高能量密度的激光束。
常见的激光源包括CO2激光器、固体激光器和半导体激光器。
3.2 光学系统光学系统用于将激光束聚焦到工件上，并实现对焦点位置的精确控制。
它通常包括凸透镜、反射镜、扫描镜等组件。
3.3 工件夹持装置工件夹持装置用于固定和定位待焊接的工件，以保证焊接的精度和稳定性。
常见的夹持装置包括夹具、三爪夹等。
3.4 控制系统控制系统用于对激光焊设备进行参数设置和监控，以实现焊接过程的自动化控制。
它通常由计算机控制，可以实时监测焊接质量和调整焊接参数。
4. 激光焊的优点4.1 高能量聚焦激光束经过透镜聚焦后，能量密度大大增加，使得激光能够在短时间内迅速加热工件表面，实现快速焊接。
4.2 热输入集中激光束的直径可以调节，使得热输入集中在小范围内，减少了热影响区的大小，降低了变形和残余应力。
4.3 焊缝质量高激光焊具有较小的熔化区域和热影响区，焊接过程中没有明显的气孔和夹杂物产生，焊缝质量较高。
4.4 焊接速度快激光焊能够实现高速焊接，提高了生产效率。
在自动化生产线上应用广泛。
5. 激光焊的应用5.1 汽车制造激光焊在汽车制造中广泛应用于车身焊接、零部件连接等工艺。
它可以实现高强度、高密度的连接，提高汽车的结构强度和安全性。
5.2 航空航天航空航天领域对材料的要求非常严格，激光焊能够实现高精度、无损伤的焊接，被广泛应用于飞机发动机、航天器结构等关键部件的制造。
激光焊接工艺的6个基本流程详解
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激光焊接工艺解析
激光焊接工艺解析激光焊接是一种高精度、高效率的金属焊接工艺，广泛应用于制造业的各个领域。
本文将对激光焊接工艺进行详细解析，从基本原理、设备要求、应用范围等方面进行探讨。
一、基本原理激光焊接主要通过激光束将焊接材料局部加热至熔化或融合状态，然后冷却固化，实现焊接效果。
其中，激光束的功率密度决定了焊缝的质量和焊接速度。
激光焊接具有热输入小、热影响区域小、焊缝精细等优点。
二、设备要求1.激光源：激光焊接所需的激光源通常采用固态激光器，如激光二极管、光纤激光器等。
2.光束传输系统：激光焊接中，需要通过光束传输系统将激光束聚焦到焊接点，常用的传输系统有镜片组、光纤等。
3.焊接头部：焊接头部通常包括准直镜、聚焦镜和保护气体喷嘴等。
准直镜用于将激光束调整为平行光束，聚焦镜将激光束聚焦在焊接点上，保护气体喷嘴用于保护焊接过程中的气氛环境。
4.焊接工作台：激光焊接需要将待焊接构件安放在工作台上进行定位和支撑。
5.控制系统：控制系统用于控制激光源、焊接头部、焊接工作台等各部分的工作状态，实现焊接参数的调节和焊接过程的监控。
三、应用范围激光焊接广泛应用于金属制品的生产中，特别是对于需要高精度焊接的领域具有重要意义。
以下是几个常见的应用领域：1.汽车制造：激光焊接可以用于汽车车身焊接、发动机零部件焊接等方面，其高精度和高效率确保了汽车的质量和安全。
2.航空航天：航空航天领域对焊接质量要求极高，激光焊接可以满足这些要求，常用于航空发动机的焊接、航天器结构零件的焊接等。
3.电子制造：激光焊接可以实现对微小电子组件的焊接，如芯片封装、电路板连接等，保证产品的稳定性和可靠性。
4.珠宝加工：激光焊接可以用于珠宝制作、修复和定制，其精细的焊接效果不会对珠宝产生破坏。
总结：激光焊接作为一种高精度、高效率的焊接工艺，在制造业中发挥着重要的作用。
本文对激光焊接的基本原理、设备要求和应用范围进行了解析，希望能够给读者提供一定的参考和了解。
激光焊接的工艺参数
激光焊接的工艺参数
激光焊接是一种高精度的焊接技术，工艺参数的设置对焊接质量和效率有着重要影响。
以下是一些常见的激光焊接工艺参数：
激光功率：激光功率是指激光束所携带的能量，通常以瓦特（W）为单位。
激光功率的选择取决于焊接材料的类型和厚度，以及所需的焊接速度和深度。
激光束直径：激光束直径是指焦点处激光束的直径，通常以毫米（（mm）为单位。
较小直径的激光束可以提高焊接的精度和焊缝质量。
脉冲频率：脉冲频率是指激光发射的脉冲数目，通常以赫兹（（Hz）为单位。
控制脉冲频率可以影响焊接速度和焊缝的熔深。
激光束扫描速度：激光束扫描速度是指激光束在工件表面移动的速度，通常以毫米/秒（mm/s）为单位。
较高的扫描速度可以提高焊接效率，但可能会影响焊缝质量。
焊缝形状和尺寸：焊接过程中焊缝的形状和尺寸需要根据具体的焊接要求进行设计和控制，包括焊缝的宽度、深度和形状等参数。
激光束聚焦方式：激光束聚焦方式包括准直焦点和聚焦焦点两种，选择适当的焦点可以控制焊接深度和焊缝质量。
这些工艺参数的设置需要根据具体的焊接材料、要求和设备性能进行优化调整，以实现理想的焊接效果。
激光焊接机工艺培训
聚焦镜焦距的影响
从D＝fθ，得知聚焦镜焦距越小，焦点光 斑直径越小，穿透力越强，对高度也越敏 感。
100%
80%
60%
40%
20%
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0.5
1
1.5
2
2.5
对于一些容易裂纹的材 料，则需要在波形上加 一段预热和一段缓冷的 时间，如右图所示：
100%
80%
60%
40%
预热
20%
缓冷
0%
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3.5
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4.5
脉宽的影响
1、设注入功率为I0时，需要时间t0后表面温度达 到T，熔深为h0，功率为I1时需要时间为t1，熔深 为h1，则有: I0 /I1=(t1 / t0)1/2 h1 /h0=(t1 / t0)1/2
连续穿透焊的一般工艺控制
单点如果背面可以看到轻微变色的痕迹，那 么在连续焊接的时候可以做到比较好的穿透 焊结；
如果背面看到明显的痕迹，甚至可以感觉到 已经穿透，那么，在连续焊接的时候会飞溅， 甚至出现一条深坑。
具体的要根据实际样品调整焦距和能量大小 以及波形
越薄的材料，所需要的光斑越小，否则就会 出现焊穿的情况。
2、激光平均功率：实际输出的激光功率，大约 等于注入电功率的2-3％。我们的机器上是几十 到几百瓦。
3、激光峰值功率：激光在实际出光时的瞬间功 率。由于我们是使用脉冲激光，激光峰值功率等 于平均功率除以占空比。在我们的机器上一般是 几个千瓦的数量级。
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(2) 深熔焊
当激光光斑上的功率密度足够大时(≥106W/mm2)，在激光的 照射下，金属表面温度在极短的时间内(10-8～10-6s)升高 到沸点，使金属熔化和汽化。金属蒸汽迅速逸出对熔化的 液态金属产生一个附加压力，使熔池金属表面向下凹陷，
同时向坑外飞出的蒸汽将熔化的金属挤向熔池四周，形成 小孔。
激光焊的缺点
（1）设备复杂、投资大、功率较小，可焊接的
厚度受到一定的限制。 （2）激光器及用于激光束传导和聚焦的附属系 统成本和操作成本高。 （3）焊接中有大量反射。
激光焊与其它焊接工艺的比较
性 能 产生热量 焊缝质量 激光焊 低 优 中等 电阻焊 中等至高 良 中等 电子束焊 中等 优 高 钨极氩弧焊 高 优 高
（2）反射率低、传热好、厚度小的金属件放在上面；
（3）焊接前可将丝或膜端熔成球状，以增大接触面和便于 对准；
（4）对于箔可用连续点焊增加缝宽。
不锈钢焊接
• 不锈钢在各个参数一般都可以焊接，如果 材料间隙过大，焊接较难。最好效果为保 证不锈钢材料间隙尽量小，焊接容易。使 用扩束镜后在原聚焦镜下可以得到更细焊 缝。
• 激光焊接在汽车、钢铁、船舶、航空、轻 工等行业得到日益广泛应用。
二、激光焊的原理 • 激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属 表面，通过激光与金属的相互作用，金属 吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结 晶实现焊接。 • 按激光器输出能量方式不同，激光焊接分 为脉冲激光焊和连续激光焊；而据激光聚 焦后光斑上功率密度的不同，激光焊可分 为传热焊和深熔焊。
1 全焊透型对接接头
待焊材料边缘不需开坡口，剪切边如是直角且平行可直接用。
2 焊透的或焊缝的搭接接头 待焊零件间的间隙严格限制着焊透深度和焊接速率。
3 卷边接头
卷边接头与对接接头基本相同。平直的直角边、良好的配合、 压紧和准确的横向平直度都是必要的，对收缩率大的材料 （如铝）更是如此。
6.5.2 激光焊接工艺
激光在加工领域的应用
材料加工由手工加工 火焰加工 电加工，而激 光加工的出现正促使光加工时代转变，被誉为“未来制造 业的共同加工手段”。 激光加工代表着当前材料加工业的发展方向。世界各国都 把激光加工技术作为提高生产效率、降低成本、提高产品 质量以及具有国际竞争力的重要手段，将带来良好的经济 效益和社会效益。
谐振腔
出光镜
激光 触发电路
脉冲氙灯
高压充电电源
1
2
4
1 2 3
（a）透射式聚焦 （b）反射式聚焦 光束偏转及聚焦系统 1-激光束 2-平面反射镜 3-透镜 4-球面反射镜
6.5 激光焊接工艺
6.5.1接头设计
普通熔焊时使用的大多数焊接接头的几何形状都适合于激光焊 接。最常用的是对接、搭接和卷边。
（2）激光脉冲波形 当高强度激光未射至材料表面，金属表面将会有 60~98%的激光能量反射而损失掉，尤其对于薄 片焊接。
（3）激光脉冲宽度（略）
（4）离焦量对焊接质量的影响
激光焊接通常需要一定的离焦量，焦点处光斑中 心的功率密度过高，容易蒸发成孔。离开激光焦 点的各平面上，功率密度分布相对均匀。
3 激光焊接的设定条件
• 激光焊接是将光能转换为热能的过程，因此光和 热两方面的性能在激光焊接时都要考虑，如光的 吸收、能量密度、热容量、熔点、沸点及金属表 面状况等。
• （1）焊接时激光的能量范围 • 为避免焊点金属的蒸发和烧穿，必须控制能量密 度，保证整个焊接过程中能量密度高于熔点而低 于沸点。
（2）材料对激光的反射率
• 金属对激光的吸收主要与激光的波长，材料的性质、温度、 表面状况和激光功率密度有关。大部分金属对10.6µm的 光反射强烈，而对1.06µm的光反射较弱，结果使同样功 率的YAG激光器比CO2激光器具有较大的熔深。大多数金 属在激光开始照射时，能将大部分能量反射回去，室温时 材料对激光能的吸收率仅为20%以下，温度提高时吸收率 急剧提高，同时吸收率随电阻率的增大而增加；功率密度 大于某个极限值时，吸收率也急剧提高，所以焊接开始瞬 间需要较大的功率密度。材料表面状态主要指材料表面有 无氧化膜、表面粗糙度及有无涂层。
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
工作物质 全反光镜
焊接速度
原始成本 操作维修费用 夹具费用 可控性 自动化实现程度 可焊异种材料范围
中等
低 低
低
低 高
高
中等 高
低
低 中等
极好极好 极宽来自差好 窄好
好 宽
好
好 窄
2 激光焊接的重要参数 （1）功率密度
功率密度是激光加工中最重要的参数之一。采用较 高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加 热至沸点，产生大量气化。因此高功率密度对材 料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。对于较 低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒， 在表层气化前，底层达到熔点，易形成良好的熔 融焊接。
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 的标准进行精密测量，或把其周期用作时间测量标准，应 用于激光通讯等。 （4）高相干性 单色性越好相干长度越长，可用于较长工件的高精度测量与 校验。
（3）焊接难熔材料并能实现异种金属的焊接，也可 用于非金属材料的焊接，如钛、石英等。
（4）可以借助偏转棱镜或通过光导纤维引导到难以 接近的部位进行焊接。 （5）可进行微型焊接。激光束经聚焦后能精确定位， 可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组 焊中。 （6）大多数情况下激光焊接不需要填充材料，消除 了焊接材料产生的污染，降低了有益合金元素的 烧损。
激光束能量密度高，加工速度快，工件变形小、热影响区 小，后续加工量小；它可以对多种金属、非金属加工，特 别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点材料。
激光加工主要工业领域
汽车
钢铁 航空与航天 建筑
机械
电子与电器
船舶
其他
6.2激光焊
6.2.1激光焊原理、特点及其应用 一、激光焊及其应用 • 激光焊是利用高能量密度的激光束轰击焊 件所产生的热量进行焊接的一种高精密熔 焊方法。
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。
(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。
（3）激光功率密度
• 激光功率密度高，金属容易气化形成小孔， 激光的吸收率可以提高到90%以上。但功 率太高，容易使焊缝区形成气孔缺陷。
1 脉冲激光焊
低功率脉冲激光焊主要用于Φ0.5mm以下的金属丝与丝或薄 膜之间的点焊，最细可焊Φ0.02mm~0.2μm细丝。主要应 用于集成电路内引线——硅片上1.8μm铝镀膜与 50μm×100μm铝箔焊接，薄膜电路元件导线——微晶玻 璃上0.3μm铜、铬、金镀膜与Φ30μm金、铜、镍丝的焊接 等。脉冲焊过程中应注意如下几点： （1）恰当选用激光脉冲能量（几~几十焦耳）和宽度（3mm 左右）；