簡介：
您聽過深熔雷射焊接嗎？深熔雷射焊接是一種先進的焊接技術。深熔雷射焊接 (DPLW) 利用高能量雷射光束在各種材料（通常是金屬）上形成又深又窄的焊接。在這篇文章中，我們將深入探討它的工作原理及其優缺點。
雷射焊接原理
連續或脈衝雷射光束可以實現雷射焊接。雷射焊接的原理可分為熱傳導焊接和雷射深熔焊接。
- 當功率密度小於104~105W/cm2時，為熱傳導焊接。此時熔深淺，焊接速度慢；
- 當功率密度大於105~107 W/cm2時，金屬表面受熱陷入“空腔”，形成深熔焊接。具有焊接速度快、長寬比大的特性。
熱傳導雷射焊接的原理是雷射輻射加熱待加工表面。並且表面熱量透過熱傳導擴散到內部。透過控制雷射脈衝寬度、能量、峰值功率、重複頻率等雷射參數，將工件熔化形成特定的熔池。用於齒輪和冶金薄板焊接的雷射焊接機主要涉及深熔雷射焊接。
以下重點介紹深熔雷射焊接的原理。
深熔雷射焊接原理
雷射深熔焊接一般採用連續雷射光束來完成材料的連接。其冶金物理過程與電子束焊接非常相似。能量轉換機構是透過「鑰匙孔」結構完成的。在足夠高功率密度的雷射照射下，材料蒸發並形成小孔。這個充滿蒸氣的小孔洞就像一個黑體，吸收了幾乎所有入射光束的能量。型腔內的平衡溫度達2500℃左右。熱量從高溫型腔的外壁傳遞過來，使型腔周圍的金屬融化。
小孔內充滿了壁材在光束照射下不斷蒸發產生的高溫蒸氣。小孔的壁被熔融金屬包圍。液態金屬被固體材料包圍（而在大多數傳統焊接工藝和雷射傳導焊接中，能量首先沉積在工件表面，然後透過傳輸傳遞到內部）。
孔壁外的液體流動和壁層的表面張力與孔腔內不斷產生的蒸氣壓保持動態平衡。光束不斷進入小孔，物料從小孔流出。隨著樑的移動，小孔始終處於穩定的流動狀態。也就是說，小孔和小孔周圍的熔融金屬將隨著前束的前進速度向前移動，熔融金屬填充小孔留下的間隙並相應地凝結，從而形成焊接。
深熔雷射焊接的特點
1) 高縱橫比
當熔融金屬在熱蒸汽的圓柱形空腔周圍形成並向工件延伸時，焊縫變得又深又窄。
2) 最小熱輸入
由於小孔內溫度很高，熔化過程發生極快，輸入工件的熱量很低，熱變形和熱影響區很小。
3）高密度
因為充滿高溫蒸氣的小氣孔有利於焊接熔池的攪拌和氣體逸出，從而形成無氣孔的熔透焊接。焊接後較高的冷卻速度很容易使焊接組織變得更細小。
4) 焊縫牢固
由於熱源熾熱和非金屬成分的充分吸收，雜質含量降低，熔池中夾雜物的尺寸和分佈發生變化。焊接過程不需要焊條或填充焊絲，熔化區污染少，使焊接的強度和韌性至少等於甚至高於母材。
5）精確控制
由於聚焦光斑很小，因此可以高精度地定位焊接。雷射輸出沒有“慣性”，可以高速停止和重新啟動。利用數控橫樑移動技術可以焊接複雜的工件。
6）非接觸式大氣焊接工藝
能量來自光子束，與工件沒有物理接觸。因此不會對工件施加外力。此外，磁力和空氣不會影響雷射。
深熔雷射焊接的優點和缺點
優勢
1）聚焦雷射比傳統方法具有更高的功率密度。因此焊接速度快，熱影響區和變形小。而且鈦等難焊材料也可以焊接。
2）光束易於傳輸和控制，無需經常更換炬管和噴嘴。電子束焊接不需要真空。這顯著減少了輔助停機時間。因此負載率和生產效率高。
3）由於淨化效果和冷卻速度快，焊接強度、韌性和綜合性能高。
4）由於平均熱輸入低，加工精度高，可降低再加工成本；此外，雷射焊接的運作成本也較低，可以降低工件加工成本。
5）可有效控制光束強度和精細定位，輕鬆實現自動化操作。
缺點
1) 焊接深度有限。
2）工件的組裝要求高。
3）雷射系統的一次性投資較高。