為你揭開激光焊接的神秘面紗！
焊接是目前車身製造過程中常用的製造工藝，那麼激光焊接有什麼特殊之處？接下來小編就從原理、加工特性等方面為你一一解答！
激光基本原理
激光——「受激輻射放大」是通過強光照射激光發生介質，使介質內部原子的電子獲得能量，受激而使電子運動軌道發生遷移，由低能態變為高能態。處於激發態的原子，受外界輻射感應，使處於激發態的原子躍遷到低能態，同時發出一束光；這束光在頻率、相位、傳播方向、偏振等方面和入射光完全一致，此時的光為受激輻射光。
為了得到高能量密度、高指向性的激光，必須要有封閉光線的諧振腔，使觀光束在置於激光發生介質兩側的反射鏡之間往複振蕩，進而提高光強，同時提高光的方向性。含有釹（ND）的YAG結晶體發生的激光是一種人眼看不見的波長為1.064um的近紅外光。這種光束在微弱的受激發情況下，也能實現連續發振。YAG晶體是寶石釔鋁石榴石的簡稱，具有優異的光學特性，是最佳的激光發振用結晶體。
激光的主要特長
1.單色性——激光不是已許多不同的光混一合而成的，它是最純的單色光（波長、頻率）
2.方向性——激光傳播時基本不向外擴散。
3.相干性——激光的位相（波峰和波谷）很有規律，相干性好。
4.高輸出功率——用透鏡聚焦激光後，所得到的能量密度是太陽光的幾百倍。
激光焊接
激光焊接是利用激光束優異的方向性和高功么密度等特點進行工作。通過光學系統將激光束聚焦在很小的區域內，在極短的時間內使被焊處形成一個能量高度集中的熱源區，從而使被焊物熔化並形成牢固的焊點和焊縫。
常用的激光焊接方式有兩種：脈衝激光焊和連續激光焊。前者主要用於單點固定連續和薄件材料的焊接。後者主要用於大厚件的焊接和切割。
激光焊接的主要特徵
1.非接觸加工，不需對工件加壓和進行表面處理。
2.焊點小、能量密度高、適合於高速加工。
3.短時間焊接，既對外界無熱影響，又對材料本身的熱變形及熱影響區小，尤其適合加工高熔點、高硬度、特種材料。
4.不需要填充金屬、不需要真空環境（可在空氣中直接進行）、不會像電子束那樣在空氣中產生X射線的危險。
5.與接觸焊工藝相比．無電極、工具等的磨損消耗。
6.無加工噪音，對環境無污染。
7.微小工件也可加工。此外，還可通過透明材料的壁進行焊接。
8.可通過光纖實現遠距離、普通方法難以達到的部位、多路同時或分時焊接。
9.很容易改變激光輸出焦距及焊點位置。
10.很容易搭載到自動機、機器人裝置上。
11.對帶絕緣層的導體可直接進行焊接，對性能相差較大的異種金屬也可焊接。
脈衝激光焊接的機理
脈衝激光焊接可分為傳熱溶化焊接和深穿入熔化焊接。傳熱溶化焊接是指當激光束照射到材料的表面上時，材料吸收光能而加熱熔化。材料表面層的熱以傳導方式繼續向材料深處傳遞，直至將兩個待焊件的接觸面互溶並焊接在一起。
深穿入熔化焊接是指當更大功率密度的激光束照射到材料上時，材料被加工熔化以至氣化，產生較大的蒸汽壓，在蒸汽的壓力的作用下，溶化金屬被擠在周圍使照射處（熔池）呈現出一個凹坑，隨著激光束的繼續照射，凹坑越來越深，並穿入到另一個工件中。激光停止照射後，被排擠在凹坑周圍的溶化金屬重新流回到凹坑裡，凝固後將工件焊接在一起。
這兩種激光焊接機理，與功率密度、照射時間、材料性質、焊接方式等因素有關。當功率密度較低、照射時間較長而焊件較薄時，通常以傳熱溶化機理為主進行。反之，則是以深穿入熔化機理為主進行。
文章來源：機械前沿
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