對(duì)激光焊接加工的常見(jiàn)工藝原理進(jìn)行簡(jiǎn)單描述，內(nèi)容包括 熱傳導(dǎo)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(dǎo)焊接 Heat Conduction Welding

熱傳導(dǎo)焊接的特點(diǎn)是激光的入射深度小，不超過(guò)1mm，主要用于薄板材料和薄金屬管件的焊接。在焊接過(guò)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(dá)到表面熔點(diǎn)，然后依靠熱傳導(dǎo)向工件內(nèi)部傳遞熱量形成熔池，因此經(jīng)濟(jì)性好。另外焊縫平滑無(wú)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(duì)材料進(jìn)行深熔焊加工時(shí)需要非常高的激光功率。不同于熱傳導(dǎo)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(huì)形成一個(gè)狹窄而均勻的焊縫，其深度一般會(huì)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(diǎn)，因此材料變形小。

典型的應(yīng)用是對(duì)厚鋼板（10-25mm）焊接，以及動(dòng)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(shí)激光束穿透上層透光材料（Transparent material）到達(dá)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(qiáng)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(hù)不耐振動(dòng)的部件或復(fù)雜的電子原件，且無(wú)振動(dòng)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(jì)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(jì)性好。典型案例是汽車(chē)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(fèi)更大能量才能對(duì)有色金屬，如銅這一類(lèi)材料實(shí)現(xiàn)批量加工。藍(lán)光二極管激光器的發(fā)展為這個(gè)局面提供新的可能性。因?yàn)殂~和金對(duì)藍(lán)光的吸收比紅外光要高7-20倍。

藍(lán)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(dāng)紅外激光器需要10 kW的激光功率來(lái)焊接銅或金材時(shí)，使用藍(lán)光激光器僅需要約1 kW，或0,5 kW的功率。

藍(lán)光激光器實(shí)現(xiàn)了銅和其他硬度較小的有色金屬的可控?zé)醾鲗?dǎo)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(shí)容易斷裂，不易連接。現(xiàn)在借助藍(lán)光激光器可以讓材料在可控的條件下進(jìn)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(yùn)用的激光波長(zhǎng)不同。下圖是采用藍(lán)光激光器的加工效果。