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發布時間：2021-04-08 14:13
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激光深熔焊接一般采用連續激光光束完成材料的連接，其冶金物理過程與電子束焊接極為相似，即能量轉換機制是通過“小孔”（Key-hole）結構來完成的。在足夠高的功率密度激光照射下，材料產生蒸發并形成小孔。這個充滿蒸氣的小孔猶如一個黑體，幾乎吸收全部的入射光束能量，孔腔內平衡溫度達2500 0C左右，熱量從這個高溫孔腔外壁傳遞出來，使包圍著這個孔腔四周的金屬熔化。小孔內充滿在光束照射下壁體材料連續蒸發產生的高溫蒸汽，小孔四壁包圍著熔融金屬，液態金屬四周包圍著固體材料（而在大多數常規焊接過程和激光傳導焊接中，能量首先沉積于工件表面，然后靠傳遞輸送到內部）。2013年10月，中國焊接專家獲得了焊接領域學術獎--布魯克獎，中國激光焊接水平得到了世界的肯定。孔壁外液體流動和壁層表面張力與孔腔內連續產生的蒸汽壓力相持并保持著動態平衡。光束不斷進入小孔，小孔外的材料在連續流動，隨著光束移動，小孔始終處于流動的穩定狀態。就是說，小孔和圍著孔壁的熔融金屬隨著前導光束前進速度向前移動，熔融金屬充填著小孔移開后留下的空隙并隨之冷凝，焊縫于是形成。上述過程的所有這一切發生得如此快，使焊接速度很容易達到每分鐘數米。
大功率的CO2 激光通過小孔效應來解決高反射率的問題, 當光斑照射的材料表面熔化時形成小孔, 這個充滿蒸氣的小孔猶如一個黑體, 幾乎全部吸收入射光線的能量, 孔腔內平衡溫度達25 000 e 左右, 在幾微秒的時間內, 反射率迅速下降。CO2 激光器的發展重點雖然仍集中于設備的開發研制, 但已不在于提高輸出功率, 而在于如何提高光束質量及其聚焦性能。功率密度小于104~105W/cm2為熱傳導焊，此時熔深淺、焊接速度慢。另外, CO2 激光10 kW以上大功率焊接時, 若使用氣保護氣體, 常誘發很強的等離子體, 使熔深變淺。因此,CO2 激光大功率焊接時, 常使用不產生等離子體的氦氣作為保護氣體。
隨著工業激光產業的快速發展，市場對激光加工技術的要求越來越高，激光技術已從單一應用逐漸轉向多元化應用，激光加工方面不再是單一的切割或者焊接，市場對激光加工要求切割和焊接一體化的需求也越來越多，激光切割和激光焊接的切焊一體化激光加工設備應運而生。優點（1）可將入熱量降到的需要量，熱影響區金相變化范圍小，且因熱傳導所導致的變形亦；由于粉末冶金材料具有特殊的性能和制造優點，在某些領域如汽車、飛機、工具刃具制造業中正在取代傳統的冶鑄材料，隨著粉末冶金材料的日益發展，它與其它零件的連接問題顯得日益突出，使粉末冶金材料的應用受到限制。（2）32mm板厚單道焊接的焊接工藝參數業經檢定合格，可降低厚板焊接所需的時間甚至可省掉填料金屬的使用；（3）不需使用電極，沒有電極污染或受損的顧慮。且因不屬于接觸式焊接制程，機具的耗損及變形皆可降至；（4）激光束易于聚焦、對準及受光學儀器所導引，可放置在離工件適當之距離，且可在工件周圍的機具或障礙間再導引，其他焊接法則因受到上述的空間限制而無法發揮；
