當功率密度達到一定的范圍（106~107 W/cm2）的激光束照射到材料表面時，材料吸收光能轉化為熱能，材料被加熱熔化至汽化，產生大量的金屬蒸汽，在蒸汽逸出表面時產生的反作用力下，使熔化的金屬液體向四周排擠，形成凹坑，隨著激光的繼續(xù)照射，凹坑穿入更深，當激光停止照射后，凹坑周邊的熔液回流，冷卻凝固后將兩工件焊接在一起。

對于激光自熔疊焊工藝而言，其影響因素較多。除了材料本身的影響外，主要有以下幾個方面：

1、激光功率

激光焊接中存在一個激光能量密度閾值，達到或超過此值，等離子體才會產生，熔深會大幅度提高。如果激光功率低于此閾值，激光功率密度較小時，會出現熔深不足甚至焊接過程不穩(wěn)定。

2、焊接速度

焊接速度對熔深影響較大，提高速度會使熔深變淺，但速度過低又會導致材料過度熔化、工件焊穿。所以，對一定激光功率和一定厚度的某特定材料有一個合適的焊接速度范圍，并在其中相應速度值時可獲得最大熔深。

3、離焦量

     為了保持足夠功率密度，焦點位置至關重要。離開激光焦點的各平面上，功率密度分布相對均勻。離焦方式有兩種：正離焦與負離焦。焦平面位于工件上方為正離焦，反之為負離焦。離焦量的變化直接影響焊縫寬度與深度。

4、保護氣體

激光焊接過程常使用惰性氣體來保護熔池，但在大多數應用場合常使用氬、氮、氦等氣體作保護，使工件在焊接過程中免受氧化，同時可以吹散等離子體。

5、激光焊接的缺點

焊接厚度有限；工件裝配要求高；激光焊接系統(tǒng)一次性投資成本較高。

汽車覆蓋件是激光焊接的五大類之一，在汽車工業(yè)領域尤其得到重視和廣泛應用，激光焊接已經成為車身覆蓋件制造的標準工藝。運用于汽車上的激光焊接，可以降低車身重量、提高車身裝配精度、增加車身的剛度、降低汽車車身制造過程中的沖壓和裝配成本。案例：汽車四車門、頂蓋、側圍等部位。

激光-電弧復合焊接技術是指在焊接時使用激光束和電弧等離子體熱源進行有機復合而構建的新型焊接熱源共同加熱母材焊接區(qū)域，形成共同的熔池，使待焊工件的不同部分有效連接的一種新型焊接工藝方法。

激光-電弧復合焊接原理圖

激光復合焊接工藝簡介

激光-電弧復合焊接由于同時有激光熱源和電弧熱源的作用，因此其兼有激光焊接和電弧焊接的優(yōu)點，與純電弧焊接相比，激光電弧復合焊接焊后變形小，熔深大，能明顯提高焊接效率，與純激光焊接相比，可提高焊接裝配間隙的適應性，并且焊縫成形飽滿，所以在焊縫成形的控制以及焊接間隙的容許誤差兩個方面具有明顯的優(yōu)勢，具有良好的綜合經濟性。

另外，由于電弧的熱作用范圍、熱影響區(qū)較大，使得焊接時溫度梯度減小，降低了冷卻速度，相對激光自熔焊使熔池的凝固過程變得緩慢，減少或消除了氣孔及裂紋出現的可能，也可改善焊縫和熱影響區(qū)的組織性能。

1、能量利用率提高，焊接過程穩(wěn)定性增強。

激光焊接時產生的光致等離子體，會嚴重影響到焊接過程的穩(wěn)定性，降低能量的利用率，而加入了電弧后，電弧的介入可以稀釋光致等離子體，增加激光的穿透能力，提高焊接的穩(wěn)定性。

2、焊接熔深增加

采用激光電弧復合焊時與單獨采用激光束焊接相比，熔深大約可增大20%。

3、焊接速度提高，焊縫成形改善

在一定的工藝條件下，復合焊接的速度可達MAG弧焊的三倍左右，是激光自熔焊的1.5倍左右，同時可改善熔融金屬的浸潤性，避免咬邊等缺陷出現。

4、降低工件裝配要求，間隙適應性好

電弧的存在使接頭間隙允許范圍變寬，即使在間隙寬度超過光斑直徑時也可以實現連接，也避免了單純激光焊時可能存在的一些焊接缺陷等。

5、降低激光器功率要求，成本大幅降低

采用復合熱源后，可以大大降低激光器的功率要求，可以實現較低激光功率下復合較低成本的弧焊熱源來獲得較大的熔深，使設備成本大幅降低。

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