(3)一台激光器既可以用于焊接、切割，又可以用于热处理以及合金化等过程， 可以提供给不同的工作台用于不同的用途。

(4)在大气中激光几乎不产生损耗以及可以穿过透明物体（如玻璃）等特点是 其适合于焊接处于用透明材料制成的密封容器中的剧毒材料，如铍合金。

(5)可以用激光焊接一些高熔点的金属，非金属材料以及对热输入较敏高的 材料等难以焊接的材料，并且焊接后不需要进行热处理。

但是要使激光焊在大范围内应用也存在一些障碍：

(1)激光器的价格非常昂贵，尤其是大功率激光器，一些企事业单位没有能力 购买。

(2) 目前工业使用的激光器的最大功率要比电子束焊小的多，只有30kW，可 以焊接的最大厚度仅20mm，应用范围受到局限。

(3)激光焊时对焊件的加工定位要求非常高。 (4)激光焊的光束能量转换率不到20％，这使得激光器的运行效率较低。

1。4。2 激光焊的原理

激光焊接时，激光照射到焊件的表面，一部分被材料反射，一部分被材料吸 收，进入材料内部。激光焊接金属材料时，激光照射到金属表面，被金属表面吸 收的一部分转化为热能，使金属表面的温度迅速升高并到达或超过金属材料的熔 点使之熔化，热量再由金属表面传向内部[15]。

激光焊接的原理是：如图1-1所示，激光束照射到金属表面时，光子轰击金属 的表面，使其温度迅速升高并使表面材料蒸发形成蒸气，围绕着金属表面的蒸气 可以防止金属反射掉剩余的激光能量。当被焊金属的热导率较高时，热量会迅速 传递至熔池下方较远的距离，则焊件的熔深较大。材料的表面对激光的反射、透 射和吸收，其本质上是光波的电磁场与材料相互作用的结果。激光光波入射进入 材料时，会带动材料中的带电粒子进行同步振动，激光的辐射能转变为带电粒子 的动能。激光被材料吸收后，首先在材料中的某些质点上产生过量的能量，如电 子的动能，这些过 量的能量经 过 一 定 的 过 程 后 会 转 化 为 热 能 [16] 。

图1-1 激光焊接原理图

激光作为一种电磁波，除了具有电磁波的一般特性外，还具有高方向性、高 单色性、高相干性以及高亮度等其他光源不具备的特性。进行激光加工时，在很 短的时间内即完成光能向热能的转换。但在这个极短的时间内，只是在材料上激文献综述

光辐射的区域内才存在热能，然后这些热能通过热传导的方法传向周围的低温区 域。影响金属对激光吸收率的因素主要有材料的性质、表面状况、温度、激光的 功率密度和波长等。通常情况下，金属的电阻率越大，温度越高，表面越粗糙， 对激光能量的吸收率越高。

1。4。3 激光深熔焊

在激光焊时，如果激光的功率密度超过106W/cm，金属表面的温度会在相当 短的时间内升高到金属沸点的温度，使金属熔化并发生气化，产生环绕熔池的金 属蒸气。由于金属蒸气要以一定的速度离开熔池，则逸出的蒸气会对液态熔池产 生一个反向的压力作用，使熔池金属表面向下凹陷，在激光光斑下产生一个小孔。 激光光斑照射在小孔底部继续对底部材料进行加热并形成金属蒸气，该金属蒸气 继续使小孔加深的同时要向小孔外飞出，将熔化的金属推向熔池的四周，这样在 熔池中就形成了一个细长的孔洞。当光束能量所产生的金属蒸气的反冲压力与液 态金属的表面张力和重力平衡后，小孔不在继续加深，形成一个深度稳定的孔而 进行焊接，称之为深熔焊[17]。

深熔焊时激光束可深入到焊件内部，所以形成的焊缝具有较大的熔深和较小 的熔宽。当焊接材料比较薄但激光功率较大时，激光焊所形成的小孔会穿透整个 焊件，这种焊接方法也可称为薄板激光小孔效应焊。这种焊时，小孔的周围充满 了熔池中的液态金属，由液态金属所产生的蒸气维持着小孔的存在，而液态金属 的重力及表面张力则试图使小孔闭合[18]。随着激光束的移动，小孔将随光束移动， 但在移动过程中小孔始终保持着其形状和尺寸。