对接焊、搭接焊、填丝焊——焊接术语的范围和这个技术本身一样广泛多(duō)变。激光焊接和激光钎焊是热接缝方法中的两种标准化的接缝工艺。
激光器的优势
与传统的電(diàn)弧焊接工艺相比，激光束接缝有(yǒu)很(hěn)多(duō)好处：
小(xiǎo)區(qū)域内选择性的能(néng)量应用(yòng)：降低热应力和减小(xiǎo)热影响區(qū)，极低的畸变
接合缝窄、表面平滑：降低甚至消灭再加工
高强度与低焊接體(tǐ)积结合：焊接后的工件可(kě)以经受弯曲或者液压成形
易于集成：可(kě)与其他(tā)生产操作结合，例如对准或者弯曲
接缝只有(yǒu)一边需要接近
高工艺速度缩短加工时间
特别适用(yòng)于自动化技术
良好的程序控制：机床控制和传感器系统检测工艺参数并保证质量
激光束可(kě)以不接触工件表面或者不对工件施加力的情况下产生焊点
焊接和钎焊金属
图1 热传导焊接中，表面被熔化
激光束可(kě)以在金属表面连接工件或者产生深焊缝，也可(kě)以和传统的焊接方法相结合或用(yòng)作钎焊。
1热传导焊接
热传导焊接中，激光束沿着共同的接缝熔化相配零件，熔融材料流到一起并凝固，产生一个不需要任何额外研磨或精加工的平滑、圆形的焊缝。
图2 深熔焊产生一个充满蒸气的孔，或者叫小(xiǎo)孔效应
热传导焊接深度范围在仅仅几十分(fēn)之一毫米到一毫米。金属的热导率限制了最 大的焊接深度，焊接点的宽度总是大于它的深度。
图3 变速器部件的深熔焊
图4 显微镜下观察到的激光焊接横截面
如果热量不能(néng)迅速地散去，加工温度就会上升到气化温度以上，金属蒸气形成，焊接深度急剧增加，工艺变成了深熔焊。
2深熔焊
深熔焊需要大约 1 MW/cm2的极高功率密度。激光束熔化金属的同时产生蒸气，蒸气在熔融金属上施加压力并部分(fēn)取代它，同时，材料继续熔化，产生一个深、窄、充满蒸气的孔，即小(xiǎo)孔效应。激光束沿着焊缝前进，小(xiǎo)孔随之移动，熔融金属环流小(xiǎo)孔并在其轨迹内凝固，产生一个深、窄的内部结构均匀的焊接，焊接深度可(kě)能(néng)比焊接宽度的大十倍，达到25mm 或者更深。
深熔焊的特征在于高效率和快速的焊接速度，热影响區(qū)很(hěn)小(xiǎo)，畸变可(kě)控制在最 低限度，常用(yòng)于需要深熔焊接或者多(duō)层材料需要同时焊接的应用(yòng)中。
3活跃气體(tǐ)和保护气體(tǐ)
活跃气體(tǐ)和保护气體(tǐ)在焊接过程中辅助激光束。
活跃气體(tǐ)用(yòng)于 CO2激光器焊接，以防止工件表面形成等离子體(tǐ)云阻碍激光束。
保护气體(tǐ)用(yòng)以保护焊接表面不受环境空气影响，保护气體(tǐ)到工件的流动是非湍流的(层流)。
4填充材料
填充材料通常以丝或者粉末添加到要被连接的点上。其作用(yòng)：
1. 填补过宽或不规则的缝隙，减少接缝准备所需的工作量。
2. 填充物(wù)以特定形式的成分(fēn)添加到熔融金属上从而改变材料的焊接适用(yòng)性、强度、耐久性和抗腐蚀性等。
5复合焊接技术
复合焊接技术是指激光焊接和其他(tā)焊接方法相结合的工艺。可(kě)兼容的工艺是 MIG(惰性气體(tǐ)保护焊)或者 MAG(活性气體(tǐ)保护焊)焊接，TIG(钨极惰性气體(tǐ)焊接)或者等离子體(tǐ)焊接。复合焊接技术比单独的 MIG 焊接更快、零件变形更少。
6激光钎焊
激光钎焊中，相配零件通过填充材料或者钎料连接在一起。钎料的熔化温度低于母材的熔化温度，在钎焊过程中只有(yǒu)钎料被熔化，相配零件仅被加热。钎料熔化流入到零件之间的缺口并与工件表面结合(扩散结合)。
钎焊接头强度和焊料材料一样，接缝表面平滑清洁，无需精加工，常用(yòng)于汽車(chē)車(chē)身加工，比如后备箱盖或者車(chē)顶。
图5 使用(yòng)填充焊丝，活跃气體(tǐ)和保护气體(tǐ)的激光焊接
传感器
传感器用(yòng)于检测和调节某些参数，包括工作距离、激光束在接缝间隙的位置、光學(xué)透镜调整角度以及填充材料的数量，以保证零件加工过程中的焊接质量，并且检测出劣质的零件。
1焊缝跟踪
当激光束用(yòng)来焊接材料中的对接接头时，追踪接缝间隙轨迹和正确定位激光束，确保激光束保持在接缝间隙的同一个位置。
2保持监视整个过程
可(kě)以将传感器系统结合来实现对焊接过程更全面的监测。包括“焊接前”、“焊接内”、“焊接后”传感器。
焊接前传感器位于焊点之前追踪焊缝和定位激光束。焊接中传感器在焊接中使用(yòng)照相机或者二极管检测焊接过程，基于相机的系统分(fēn)析锁眼和焊接池，采用(yòng)二极管的系统能(néng)够检测加工光、热辐射或者反射激光的强度。焊接后传感器检查完成的焊点，确定焊点是否符合质量要求。
传感器依靠程序化的极限值来區(qū)别零件的优劣。
激光焊接机
激光焊接机的设计取决于很(hěn)多(duō)因素，如工件形状、焊接几何结构、焊接类型、生产量、生产自动化程度，以及工艺和材料等等。
1人工焊接
小(xiǎo)型工件通常采用(yòng)手动工作站执行焊接工作，例如焊接珠宝或者修复工具。
2 应用(yòng)
有(yǒu)时候，激光束只需要沿着单一的移动轴焊接。比如使用(yòng)缝焊接机或者管焊接系统进行管材焊接或者缝焊接。
3 系统和机器人
激光束通常连接以立體(tǐ)焊接几何结构為(wèi)特征的三维零件。采用(yòng)五轴基于坐(zuò)标的激光单元和一组可(kě)移动的光學(xué)配件。
4扫描振镜或者遠(yuǎn)程焊接
扫描振镜在离工件很(hěn)遠(yuǎn)的距离引导激光束，而在其他(tā)焊接方法中，光學(xué)透镜是在离工件很(hěn)近的距离引导激光束。
扫描振镜依靠一个或者两个可(kě)移动的反射镜，快速定位激光束，使得复位焊缝之间的光束所需时间接近為(wèi)0，从而提高产能(néng)，适用(yòng)于生产大量的短焊缝，并可(kě)以优化焊接顺序来保证最小(xiǎo)的热量输入和畸变。
5遠(yuǎn)程焊接系统
遠(yuǎn)程焊接系统有(yǒu)两种实现方式。第1种是一个遠(yuǎn)程焊接系统。工件放置在扫描光學(xué)振镜下工作區(qū)域内，然后被焊接。在短时间内焊接大量零件时，在光學(xué)振镜下通过机器连续不断地运输零件，这个过程被称作飞行焊接。
第二种是承载扫描光學(xué)振镜的机器人执行大的移动量，同时，扫描光學(xué)振镜保证激光束沿着工件来回移动时的精密定位。机器控制同步机器人和扫描光學(xué)透镜的重叠移动，它测量机器人几毫米内的精确的空间位置，控制系统将测量的位置与程序路径对比。如果检测到偏差，就会通过扫描光學(xué)振镜进行补偿控制。
激光焊接将变得更容易
激光焊接工艺开发了大范围的应用(yòng)可(kě)能(néng)性。高质量、极小(xiǎo)的再加工、低成本效益成為(wèi)大力推广激光焊接工艺的有(yǒu)力论据。未来激光焊接工艺会变成像激光切割那样成熟。
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【模具激光焊接设备】适用(yòng)模具工业化，用(yòng)于精密模具的维修，如数码产品、手机、玩具、汽車(chē)、摩托車(chē)、模具等模具制造和成型行业；
【金银首饰激光焊接】主要用(yòng)于珠宝首饰、電(diàn)子元件等、通信、工艺品等行业；
【大型激光焊接】应用(yòng)在汽車(chē)車(chē)身覆盖件类零件的组焊，如汽車(chē)車(chē)门、侧围、天窗、地板、前仓、后仓、行李箱盖。
