這是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產生的熱量進行焊接的方法。激光是目前世界上最亮的光，二氧化碳激光的亮度比太陽光亮8個數量級，而高功率釹玻璃激光則比太陽光亮16個數量級。激光的方向性很好，它能傳播到很遠的距離，且擴散面積小，接近于理想的平行光。同時，激光為單色光，它的發光光譜寬度很狹窄，比氪燈的光譜寬度窄幾個數量級，聚焦后在焦點上的功率密度比普通的焊接熱源高幾個數量級。基于有上述特點，激光成為一種十分理想的焊接和功割的熱源。

一、不銹鋼激光焊的優點

 它與一般焊接方法相比，其優點在于：

   1. 聚焦后的激光具有很高的功率密度，焊接以深熔方式進行。

   2. 激光的加熱范圍小（＜1mm），熱量集中，焊接速度快，使焊接殘余應力和焊后變形量減小。

   3. 激光能反射、透射，在空間傳播相當距離后能量衰減很小，可進行遠距離或一些難以接近部位的焊接；

   4. 與電子束焊接相比，它不需要真空室，也不會產生X射線，但可焊接厚度不如電子束焊的厚，且大功率激光發生器的結構比電子束更為復雜，一次性投資更高。

二、不銹鋼激光焊的焊接特點

   1. 奧氏體不銹鋼的激光焊焊接性能一般較好。奧氏體型不銹鋼為了提高力學性能，加入了硫和硒等元素，焊后凝固裂紋的傾向會有所增加。

   2. 奧氏體型不銹鋼的熱導率只有碳鋼的1/3，對激光的吸收率比碳鋼略高，所以同樣條件下奧氏體型不銹鋼激光焊熔池比碳鋼稍微低一點（5％～10％）。

   3. 激光焊接奧氏體型不銹鋼的熱變形和殘余應力也相對較小，采用其他常規焊接方法時奧氏體型不銹鋼會產生比碳鋼大50％的熱膨脹量。

   4. Cr/Ni當量大于1.6時，奧氏體型不銹鋼較適合激光焊；當量Cr/Ni小于1.6時，產生熱裂紋傾向就會提高。

三、激光焊接設備

  激光焊接設備主要由激光器、光學偏轉焦系統、光束檢測器、控制系統和工作臺組成，國產激光設備型號見表3-48。按工作物質狀態，激光器分固體激光器和氣體激光器；按其能量輸出方式可分脈沖激光器和連續激光器。

 幾種焊接激光器性能參數見表3-49。

  1. 固體激光器產生激光的工作物質有紅寶石、釹玻璃釔鋁石榴石，主要以脈沖方式工作，輸出功率小，通常用于定位焊，隨著輸出功率增大，也可以進行焊接。焊接接頭形式如圖3-49所示。脈沖激光焊主要焊接參數有脈沖能量和寬度以及功率密度等。表3-50為用脈沖激光焊焊接301不銹鋼鋼焊絲的焊接參數及接頭性能。

  2. 氣體激光器氣體激光器大多為二氧化碳激光器，有3種結構形式：封閉式或半封閉式二氧化碳激光器、橫流式二氧化碳激光器和快速軸流式二氧化碳激光器。二氧化碳激光器的輸出功率大，最高達6kW，能焊成連續焊縫。

  二氧化碳激光焊所用的對接形式如圖3-50所示，通常采用對接接頭形式。圖3-51所示為焊接接頭的裝配要求，裝配時必須施加一個裝配壓力F，使待焊件之間的間隙越小越好。

  激光焊的熔深與激光功率、焊接速度、光斑直徑、離焦量、氣體保護等均有關。其中氣體保護用氦能使熔深加深，如果在氦里加入少量氬或氧，能進一步提高熔深。

  用激光焊焊接奧氏體型不銹鋼板，從薄板到中厚度板（0.1～12mm），均可達到性能良好且焊接接頭外觀和成形美觀的效果。表3-51為二氧化碳激光焊焊接不銹鋼的焊接參數。

  中科院沈陽自動化所、中科院自動化所、蘇州長光華芯光電技術有限公司和江蘇（揚州）數控機床研究院經過多年努力，研制成“全自動激光拼焊生產線”，采用國產4kW光纖耦合激光器。用激光拼焊鋼板材厚度為0.5～3.0mm，最大焊接速度高達9m/min，最大焊接效率5件/min，可多組同時拼焊數≥3，能滿足250～2200mm焊縫長度焊接要求。目前已為汽車制造業用戶中實際加工20萬件以上產品。這條研制成的全自動激光拼焊生產線，不僅替代了國外進口生產線用于車用激光拼焊板材批量生產，同時還填補了我國全自動激光拼焊生產線的空白。該設備生產單位為江蘇揚州巧智鑫自動化設備有限公司。

四、激光焊接技術發展方向

1. 激光填絲焊接

   激光焊接一般情況下不需要添加填充焊絲，激光束照射在被焊工件的接縫處，靠被焊工件材料自身的熔化形成接頭。由于激光束的光束尺寸很小，對被焊材料的坡口加工和裝配間隙要求很高，一旦達不到要求，往往會發生焊偏或泄漏，很難保證焊接接頭質量。如果在激光對工件進行加熱的同時，采用從激光束前方或后方添加填充焊絲的方式，補充液態金屬，解決由于間隙過大或激光作用下液態金屬汽化流失而造成的焊縫區液態連接金屬過少的問題，避免焊縫出現咬邊、凹陷等缺陷。

 激光填絲焊接的優點：

   a. 激光填絲焊可以在很大程度上降低工件的加工和裝配精度，改善焊接結構和被焊材料的適應性，提高焊縫成形和表面質量。

   b. 激光填絲焊可以通過設計焊絲成分來控制焊接冶金和焊縫成分，改善焊縫金屬的組織，抑制焊接裂紋的形成，提高焊接接頭的性能。特別對含有脆性材料的異種金屬焊接極為有利。

   c. 采用多層激光填絲焊的方式還可以有較小功率的激光器實現大厚度板的焊接，顯著提高了激光對厚板焊接的適應能力。

2. 激光電弧復合焊接 

  激光電弧復合焊接有時也稱電弧輔助激光焊接技術，其主要目的是有效利用激光和電弧熱源，充分發揮兩種熱源各自優勢，取長補短，以較小的激光功率獲得較大的熔深，穩定焊接過程，提高焊接效率，降低激光焊接的裝配精度和應用成本。

3. 雙束激光焊接 

  雙束激光焊接是將同一種激光采用光學方法分離成兩束單獨的光，或用兩束不同類型的激光組合起來進行焊接的方法。通過改變兩束光的能量、光束間距、甚至是兩束光的能量分布模式，對焊接溫度場進行方便、靈活的調節，改變小孔的存在模式與熔池中液態金屬流動方式，為焊接工藝提供更廣的選擇空間。它不僅擁有焊接熔深大、速度快、精度高的優點，而且對常規激光焊接難以焊接的材料與接頭也有很大的適應性。