激光焊接加工技术的原理及优势

激光焊接加工的工作原理是利用激光束高功率密度和优良的方向性，通过光学系统将激光束聚焦在一个小区域内，在极短的时间内在焊接区域形成一个能量高度集中的热源区，从而熔化被焊物体，形成牢固的焊点和焊缝。

激光焊接加工时应选择合适的焊接波形，常用的脉冲波形有峰值波、方波、双锋波等。当高强度激光束击中材料表面时，由于铝合金表面对光的反射率太高，金属表面60%-98%的激光能量会因反射而损失，反射率会随表面温度而变化。一般焊接铝合金时应选择尖波和双锋波。这种焊接波形后面的缓降部分脉冲宽度较长，可以有效减少气孔和裂纹的产生。

由于铝合金对激光的反射率很高，焊接时通常将焊头偏转一定角度，为了防止激光束垂直入射造成的垂直反射损坏激光聚焦镜。焊点直径和有效结合面直径随着激光倾斜角的增大而增大，当激光倾斜角为40°时，可以获得较大的焊点和有效的键合表面。焊缝熔深和有效熔深随着激光倾角的增大而减小，当激光倾角大于60°时，有效熔深减小到零。因此，将焊头倾斜到一定角度可以适当增加焊缝熔深和宽度。另外，焊接时，激光焊点的盖板65%和壳体35%要以焊缝为界进行焊接，可以有效减少因合盖问题引起的爆炸。

由于连续激光焊接加工的加热过程不像脉冲机那样突然，裂纹倾向不明显。为提高焊缝质量，采用连续激光焊接，焊缝表面光滑均匀，无飞溅和缺点，焊缝内部无裂纹。在铝合金焊接中，连续激光的优势是显而易见的。与传统焊接方法相比，连续激光生产效率高，不需要填丝。与脉冲激光焊接相比，它可以解决焊后缺陷，如裂纹、气孔、飞溅等，保证铝合金焊接后具有良好的力学性能。焊接后不会下垂，减少了焊后打磨抛光量，节约了生产成本。但是，由于CW激光的光斑相对较小，因此要求工件的装配精度较高。

激光焊接加工的优点：能量集中、焊接效率高、加工精度高、焊缝深宽比大。激光束可以容易地被光学仪器聚焦、对准和引导，可以被放置在离工件适当的距离处，并且可以在工件周围的夹具或障碍物之间被重新引导。由于上述空间限制，其他焊接规则无法发挥作用。激光焊接加工可为各种材料组合提供高强度焊接，尤其是铜材与铝材之间的焊接，这也是仅有的能把电镀镍焊接到铜材上的技术。