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對激光焊接加工的常見工藝原理進行簡單描述，內(nèi)容包括 熱傳導焊接Heating Conduction Welding，深熔焊接 Keyhole Welding，塑料焊接 Plastic Welding和銅焊接 Copper Welding。

1.熱傳導焊接 Heat Conduction Welding

熱傳導焊接的特點是激光的入射深度小，不超過1mm，主要用于薄板材料和薄金屬管件的焊接。在焊接過程中，激光沿著需要焊接的軌跡將板材熔化，使兩塊薄板連接處熔化結(jié)合，冷卻后形成焊縫。

焊接使用的光束功率密度低，工件吸收激光后，溫度只要達到表面熔點，然后依靠熱傳導向工件內(nèi)部傳遞熱量形成熔池，因此經(jīng)濟性好。另外焊縫平滑無氣孔，可用于外觀件的焊接加工。

典型應(yīng)用是不銹鋼水槽焊接，金屬波紋管，金屬管件焊接等。

2.深熔焊接 Keyhole Welding

對材料進行深熔焊加工時需要非常高的激光功率。不同于熱傳導焊接，深熔焊接不僅使金屬熔化，且使金屬氣化。熔化金屬在金屬蒸汽壓力作用下排出形成小孔。激光束繼續(xù)照射孔低，使得小孔不斷延伸，直到小孔內(nèi)的蒸汽壓力與液體金屬的表面張力和重力平衡為止。深熔焊接后，會形成一個狹窄而均勻的焊縫，其深度一般會比焊縫寬度大。該工藝具有加工速度快、熱影響區(qū)小的特點，因此材料變形小。

典型的應(yīng)用是對厚鋼板（10-25mm）焊接，以及動力電池鋁殼焊接。

3.塑料焊接 Plastic Welding

激光透射焊用于可透光的塑料（塑料本色）和吸收激光的塑料（黑色）焊接。焊接前上下兩塑料零件在治具壓力下貼合。焊接時激光束穿透上層透光材料（Transparent material）到達下方吸收層（Absorbing Material）表面。在接合處產(chǎn)生熱量并熔化塑料，冷卻后形成焊縫。這種焊接可以強化基材的硬度。

塑料激光焊接是一種非接觸式焊接方式，相比較傳統(tǒng)超聲焊接，可以保護不耐振動的部件或復(fù)雜的電子原件，且無振動顆粒物產(chǎn)生。激光焊接軌跡可以自由設(shè)定，因此結(jié)構(gòu)和外形設(shè)計上有很大的靈活性。

塑料激光焊接采用激光束功率密度低，一般小于200W，因此經(jīng)濟性好。典型案例是汽車電子元件外殼焊接等。

4 銅焊接 Copper Welding

目前現(xiàn)有的工業(yè)用激光源需耗費更大能量才能對有色金屬，如銅這一類材料實現(xiàn)批量加工。藍光二極管激光器的發(fā)展為這個局面提供新的可能性。因為銅和金對藍光的吸收比紅外光要高7-20倍。

藍光激光器在銅的焊接上所需的能耗比紅外激光器低84%，在金的焊接上甚至要低92%。這意味著，當紅外激光器需要10 kW的激光功率來焊接銅或金材時，使用藍光激光器僅需要約1 kW，或0,5 kW的功率。

藍光激光器實現(xiàn)了銅和其他硬度較小的有色金屬的可控熱傳導焊接工藝，可以非常容易地加工一毫米以下的材料。薄金屬片用紅外線激光器加工時容易斷裂，不易連接?，F(xiàn)在借助藍光激光器可以讓材料在可控的條件下進行加工。焊縫不僅美觀而且牢固。此工藝本質(zhì)上和紅外線激光器相似，只是運用的激光波長不同。下圖是采用藍光激光器的加工效果。