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《激光焊接技术》激光焊接技术是近年来发展迅速的一种新型焊接技术，具有高效、精密、环保等诸多优点，在汽车制造、航空航天、电子制造、管道和海洋工程等领域有着广泛的应用。本课件将深入介绍激光焊接技术的基本原理、工艺设计、缺陷及防治、应用领域以及未来发展趋势。

课程简介课程目标通过本课程的学习，学生将能够掌握激光焊接技术的基本原理和工艺设计，了解激光焊接的优势和应用领域，并具备一定的激光焊接工艺设计和故障诊断能力。课程内容本课程主要包括激光焊接简介、激光焊接的优势、激光焊接的基本原理、激光焊接工艺设计、激光焊接缺陷及防治、激光焊接在各领域的应用、未来激光焊接技术发展趋势等内容。

激光焊接简介激光焊接原理激光焊接利用高能量密度的激光束照射工件表面，使材料快速熔化并形成焊缝，从而实现材料的连接。焊接特点激光焊接具有高效率、高精度、热影响区小、易于自动化等特点，适合焊接各种金属材料，尤其适用于薄板、精密零件的焊接。

激光焊接的优势1高效性激光焊接效率高，焊接速度快，可有效提高生产效率。2精密性激光焊接精度高，焊缝窄，成形美观，适用于精密零件的焊接。3环保性激光焊接无污染，无烟尘，符合环保要求，是绿色焊接技术。4自动化激光焊接易于实现自动化，可提高焊接质量，降低人工成本。

激光焊接与传统焊接的比较焊接效率高低焊接精度高低热影响区小大自动化程度高低环保性好差

激光焊接的基本原理1激光束照射高能量密度的激光束照射工件表面。2材料熔化激光束能量被材料吸收，使材料快速熔化。3熔池形成熔化的材料形成熔池，并与周围未熔化的材料相互融合。4凝固成型熔池冷却后凝固，形成焊缝。

激光束的吸收与反射吸收率材料对激光束的吸收率取决于材料的种类、激光波长和表面状态。反射率材料对激光束的反射率越高，材料吸收的能量越低，焊接效率越低。

激光焊接的热效应热量传递激光束的热量主要通过热传导和热辐射传递给材料。温度梯度激光照射区域的温度梯度很高，导致材料产生巨大的热应力。热影响区激光焊接的热影响区很小，这意味着材料的变形和硬化程度较低。

熔池形成和凝固过程1熔化激光束照射区域的材料熔化，形成熔池。2对流熔池中的液体金属发生对流，使熔池内温度均匀分布。3凝固熔池冷却后，熔化的金属凝固，形成焊缝。

激光焊接的主要参数激光功率激光功率决定了焊接熔池的深度和宽度。聚焦镜焦距聚焦镜焦距决定了激光束在工件表面的光斑尺寸和能量密度。焊接速度焊接速度影响焊缝的形状和尺寸。保护气体保护气体可以防止熔池氧化，提高焊接质量。

激光功率的影响功率增大熔池深度和宽度增大，焊接效率提高，但容易造成材料过度烧蚀和变形。功率减小熔池深度和宽度减小，焊接效率降低，但可以减少材料变形和烧蚀。

聚焦镜的选择焦距焦距越短，光斑尺寸越小，能量密度越高，适合焊接薄板和精密零件。数值孔径数值孔径越大，光斑尺寸越小，能量密度越高，但激光束的聚焦深度越浅。

焊接速度的影响1速度增大焊缝宽度减小，熔池深度减小，焊接效率提高，但容易造成焊缝不均匀和未熔合。2速度减小焊缝宽度增大，熔池深度增大，焊接效率降低，但可以提高焊缝质量。

保护气体的选择1氩气惰性气体，广泛用于激光焊接，可以有效防止熔池氧化。2氦气惰性气体，热导率高，可以提高焊接速度和熔深。3氮气惰性气体，成本低，但保护效果不如氩气好。

激光焊接工艺设计焊缝结构设计预热和后热处理多层焊接工艺焊接参数优化质量检测

焊缝结构设计焊缝形状焊缝形状应根据工件的结构和要求进行设计，常见的焊缝形状包括直线焊缝、圆周焊缝、角焊缝等。焊缝尺寸焊缝尺寸应根据工件的强度要求和材料的厚度进行设计，焊缝过小会导致强度不足，焊缝过大容易造成变形。

预热和后热处理1预热预热可以降低材料的热应力，减少焊接变形，提高焊接质量。2后热处理后热处理可以消除焊接过程中产生的应力，提高焊缝的强度和韧性。

多层焊接工艺原理多层焊接工艺是指将焊缝分层进行焊接，每层焊接完成后进行冷却，再进行下一层焊接。优势多层焊接工艺可以减小焊接变形，提高焊缝质量，适用于焊接厚板和大型工件。

激光焊接缺陷及防治1焊缝内部缺陷主要包括未熔合、气孔、裂纹等。2表面缺陷主要包括焊缝变形、焊瘤、烧穿等。

焊缝内部缺陷未熔合是指焊缝两侧的金属没有完全熔合在一起，会导致焊缝强度下降。气孔是指焊缝中存在气泡，会导致焊缝强度下降，甚至产生泄漏。裂纹是指焊缝中出现裂缝，会导致焊缝强度下降，甚至发生断裂。

表面缺陷焊缝变形是指焊缝发生弯曲、扭曲等变形，影响工件的尺寸精度。1焊瘤是指焊缝表面出现突起，影响工件的外观和尺寸精度。2烧穿是指焊接过程中激光束能量过大，导致材料被烧穿，造成焊缝断裂。3

激光焊缝质量检测1目视检查目视检查是最简单、最常用的检测方法，可以发现一些明显的缺陷，如焊缝变形、焊瘤、烧穿等。2侵入性检测侵入性检测是指通过破坏工件表面来检测内部