典型材料的激光焊

出处：按学科分类—工业技术 河北科学技术出版社《实用焊接技术手册》第329页（1387字）

激光焊的特点之一是适用于多种材料的焊接。所有可以用常规焊接方法焊接的材料或具有冶金相容性的材料都可以用激光束进行焊接。

1．钢的激光焊

(1)低合金高强度钢 低合金高强钢的激光焊，只要所选择的焊接参数适当，就可以得到与母材力学性能相当的接头。激光焊焊接接头不仅具有高的强度，而且具有良好的韧性和良好的抗裂性。

激光焊焊缝细、HAZ窄。从接头的硬度和显微硬度的分布来看，激光焊有较高的硬度和较陡的硬度梯度，这表明可能有较大的应力集中出现。但是，在硬度较高的区域，正对应于细小的组织。高的硬度和细小组织的共生效应使得接头既有高的强度，又有足够的韧性。激光焊焊缝HAZ的组织主要为马氏体，这是由于它的焊接速度高、热输入小所造成的。焊缝中的有害元素大大减少，产生了净化效应，提高了接头的韧性。

(2)不锈钢 对Ni－Cr系不锈钢进行激光焊时，材料具有很高的能量吸收率和熔化效率。用激光焊焊接时，由于焊接速度快，减轻了不锈钢焊接时的过热现象和线膨胀系数大的不良影响，焊缝无气孔、夹杂等缺陷，接头强度和母材相当。用小功率激光焊焊接薄板，可以获得外观上成形良好、焊缝平滑美观的接头。

(3)碳素钢 由于激光焊时的加热速度和冷却速度非常快，所以在焊接碳素钢时，随着含碳量的增加，焊接裂纹和缺口敏感性也会增加。

2．铝及铝合金的激光焊

铝及其合金激光焊的困难是它对激光束的反射率高。铝是热和电的良导体，高密度的自由电子使它成为光的良好反射体，起始表面反射率超过90%。也就是说，深熔焊必须在小于10%的输入能量开始，这就要求很高的输入功率以保证焊接开始时必须的功率密度。而小孔一旦生成，它对光束的吸收率迅速提高，甚至可达90%，从而使焊接顺利进行。激光焊时随温度的升高，氢在铝中的溶解度急剧升高，溶解于其中的氢成为焊缝的缺陷源。焊缝中多气孔，深熔焊时根部可能出现空洞，焊道成形较差。铝及其合金对输入能量强度和焊接参数很敏感，要获得良好的无缺陷的焊缝，必须严格选择焊接参数。

3．钛及其合金的激光焊

钛合金化学性能高，在高温下容易氧化，在330℃时晶粒开始长大。在进行激光焊时，正反面必须施加惰性气体保护，气体保护范围须扩大到400～500℃。焊接时焊接速度一般较高，焊接熔深深度大致为1mm／kW。

4．异种材料的激光焊

在一定条件下，Cu－Ni、Ni－Ti、Cu－Ti、Ti－Mo等一些异种金属材料，都可以进行激光焊，焊接区主要由高分散度的微细组织组成，并有少量金属间化合物分布在熔合区界面，焊缝金属呈化学成分不均匀性。此外，激光焊不仅可以焊接金属，还可以用于焊接陶瓷、玻璃、复合材料及金属基复合材料等非金属。