當(dāng)功率密度達(dá)到一定的范圍（106~107 W/cm2）的激光束照射到材料表面時(shí)，材料吸收光能轉(zhuǎn)化為熱能，材料被加熱熔化至汽化，產(chǎn)生大量的金屬蒸汽，在蒸汽逸出表面時(shí)產(chǎn)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(dāng)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(duì)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(gè)方面：

1、激光功率

激光焊接中存在一個(gè)激光能量密度閾值，達(dá)到或超過(guò)此值，等離子體才會(huì)產(chǎn)生，熔深會(huì)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(shí)，會(huì)出現(xiàn)熔深不足甚至焊接過(guò)程不穩(wěn)定。

2、焊接速度

焊接速度對(duì)熔深影響較大，提高速度會(huì)使熔深變淺，但速度過(guò)低又會(huì)導(dǎo)致材料過(guò)度熔化、工件焊穿。所以，對(duì)一定激光功率和一定厚度的某特定材料有一個(gè)合適的焊接速度范圍，并在其中相應(yīng)速度值時(shí)可獲得最大熔深。

3、離焦量

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

4、保護(hù)氣體

激光焊接過(guò)程常使用惰性氣體來(lái)保護(hù)熔池，但在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合常使用氬、氮、氦等氣體作保護(hù)，使工件在焊接過(guò)程中免受氧化，同時(shí)可以吹散等離子體。

5、激光焊接的缺點(diǎn)

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(lǐng)域尤其得到重視和廣泛應(yīng)用，激光焊接已經(jīng)成為車身覆蓋件制造的標(biāo)準(zhǔn)工藝。運(yùn)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(guò)程中的沖壓和裝配成本。案例：汽車四車門、頂蓋、側(cè)圍等部位。

激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)是指在焊接時(shí)使用激光束和電弧等離子體熱源進(jìn)行有機(jī)復(fù)合而構(gòu)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(fù)合焊接原理圖

激光復(fù)合焊接工藝簡(jiǎn)介

激光-電弧復(fù)合焊接由于同時(shí)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(diǎn)，與純電弧焊接相比，激光電弧復(fù)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(yīng)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(gè)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，具有良好的綜合經(jīng)濟(jì)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(shí)溫度梯度減小，降低了冷卻速度，相對(duì)激光自熔焊使熔池的凝固過(guò)程變得緩慢，減少或消除了氣孔及裂紋出現(xiàn)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(guò)程穩(wěn)定性增強(qiáng)。

激光焊接時(shí)產(chǎn)生的光致等離子體，會(huì)嚴(yán)重影響到焊接過(guò)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(fù)合焊時(shí)與單獨(dú)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(fù)合焊接的速度可達(dá)MAG弧焊的三倍左右，是激光自熔焊的1.5倍左右，同時(shí)可改善熔融金屬的浸潤(rùn)性，避免咬邊等缺陷出現(xiàn)。

4、降低工件裝配要求，間隙適應(yīng)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(guò)光斑直徑時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)連接，也避免了單純激光焊時(shí)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(fù)合熱源后，可以大大降低激光器的功率要求，可以實(shí)現(xiàn)較低激光功率下復(fù)合較低成本的弧焊熱源來(lái)獲得較大的熔深，使設(shè)備成本大幅降低。

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