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多年來，激光一直在焊接領域得到廣泛應用。隨著激光技術進一步發展和多樣化，它在焊接中的應用范圍也在持續擴大。

傳統焊接概述

目前使用的大部分傳統（非激光）焊接技術都源自電弧焊。在使用這類焊接時，首先要使兩塊金屬接觸或緊密靠近，通常，金屬的邊緣可能已經過成型處理，以方便焊接。電焊條和接觸區域之間形成高壓，從而產生可熔化焊接材料（或者，在某些情況下熔化其他焊補材料或焊條本身）的電弧。熔化的焊接材料填充或覆蓋工件之間的所有縫隙，凝固后將各部分結合在一起。大部分電弧焊方法的主要優點是它們具有相對較低的成本，尤其是在固定設備費用方面。而且，電弧焊技術接受度高，應用廣泛，并已建立完善的生產和測試標準，因此不需要長時間學習即可應用相關的工藝。

而電弧焊的主要缺點在于會讓部件承受高溫。這會在熔化的焊接材料中形成金相組織，導致焊縫強度降低，而且焊縫附近的熱影響區域相對較大。此外，電弧的直徑受局部電場的影響，因此無法獨立設定。

大部分激光焊接技術可以歸入兩個基本類，即“深熔”焊接和“熱傳導”焊接。這兩種焊接模式既可以自熔（即，不使用焊補材料）方式進行，也可以在需要時使用焊補材料。

深熔，或稱作深度穿透焊接。常見于以高激光功率焊接較厚的材料。在深熔焊接中，激光聚焦在一起從而在工件上形成極高的功率密度。事實上，激光束聚焦的部位會使金屬氣化，令金屬熔池中出現一個盲孔（即深熔孔）。金屬蒸氣壓力會擋住周圍熔化的金屬，使盲孔在焊接過程中始終處于開口狀態。激光功率主要在蒸氣與熔體邊界和深熔孔壁處被熔體吸收。聚焦的激光束和深熔孔沿焊接軌跡持續移動。焊接材料在深熔孔前方熔化，并在后面重新凝固形成焊縫。

微小的深熔孔區域形成精 確的窄熔化區，與電弧焊方法相比，它具有較高的縱橫比（深度與寬度之比）。而且，高度集中的熱量意味著工件的基體可以起到有效的散熱作用，因此，焊接區域能夠迅速地升溫和冷卻。這可在最 大程度上減小受高溫影響的區域面積，并降低晶粒生長。因此，激光產生的焊縫通常比電弧焊強度更高，這是它的主要優點之一。

激光焊接還能提供比電弧焊更好的靈活性，因為它可以用于大量材料，包括碳鋼、高強鋼、不銹鋼、鈦、鋁，以及貴金屬。由于材料熔化溫度差異和熱傳導不會對焊接過程造成明顯影響，因此激光焊接還可以用于焊接異種材料。

此外，如果考慮所有的加工步驟，激光焊接相較傳統方法有著明顯的成本優勢，特別是精 確的熱量應用可以最 大程度降低焊接點和整個部件的變形。因此在許多情況下，不必進行后期加工。不僅如此，激光焊接還能在較長距離上投射激光束，而且基本上沒有功率損失，這使之易于融入其他生產流程，而且能夠很好地與工業機器人進行集成。最后，它還能以更小的法蘭尺寸實現新的產品配置，這對輕型汽車而言至關重要。目前，二氧化碳和光纖激光器可以輕松滿足深熔焊接對激光束參數和功率的要求。由于絕大多數金屬的吸收性隨著波長的縮短而提高，因此，與波長為10.6微米的二氧化碳激光器相比，波長約為1微米的光纖激光器可以提供更高的加工效率。

光纖激光器能極好地滿足深熔焊接的要求。它們提供的輸出功率一般在500瓦到10千瓦之間，而且可以輕易地將焊點直徑聚焦在40微米到800微米之間的必要范圍內，即使在相對較大的加工距離上也能實現。從實踐的角度來看，使用激光束傳輸光纖可擴大集成選擇，促進激光器在生產環境中的應用。最后，光纖激光器具有高可靠性、卓越的正常運行時間和較低的購置成本等特點，這使之成為一種經濟可行且有吸引力的生產焊接應用選擇。