了解激光焊接頭的本質(zhì)
激光焊接頭焊接可根據(jù)激光輸出能量的不同方式分為脈沖激光點(diǎn)焊和連續(xù)激光焊接（包括高頻脈沖連續(xù)焊接）。根據(jù)焦點(diǎn)的功率密度，可分為熔焊和小孔焊。
熔焊是指在激光頭上的功率密度不高的條件下加熱時(shí)金屬材料的表面不會超過其沸點(diǎn)。在吸收的激光能量轉(zhuǎn)換成熱能后，工件通過熱傳導(dǎo)而熔化，其穿透輪廓近似為半球形。該傳熱熔焊工藝類似于非自耗電極電弧焊。
小孔焊接頭焊接是指激光頭所發(fā)出的光斑上的功率密度足夠大，金屬在激光頭所發(fā)射的光照射下快速加熱，表面溫度在短時(shí)間內(nèi)上升到沸點(diǎn)，金屬蒸發(fā)。金屬蒸氣以一定的速度離開熔池表面。產(chǎn)生額外的壓力以使熔融金屬反應(yīng)并使其向下傾斜，從而在激光頭的作用下產(chǎn)生小凹坑。隨著加熱過程的進(jìn)行，激光頭所發(fā)出的光可以直接注入凹坑底部，形成細(xì)長的小孔。當(dāng)金屬蒸汽的反沖壓力與液態(tài)金屬的表面張力和重力平衡時(shí)，孔隙將不再進(jìn)一步。當(dāng)光斑的功率密度大時(shí)，產(chǎn)生的小孔將穿透板的整個(gè)厚度以形成穿透焊縫（或點(diǎn)）。在連續(xù)激光焊接頭焊接中，小孔沿焊接方向前進(jìn)，使梁相對于工件。金屬在孔前面熔化，圍繞孔向后流動(dòng)，并再次凝結(jié)形成焊縫。
當(dāng)激光焊接頭焊接過程中的等離子云在高功率密度條件下進(jìn)行激光焊接頭焊接時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)激光和金屬作用區(qū)域的金屬蒸發(fā)極強(qiáng)，小孔連續(xù)產(chǎn)生紅色金屬蒸汽，同時(shí)在金屬表面上的熔池上方存在藍(lán)色等離子云，其與小孔一起產(chǎn)生。
等離子云的產(chǎn)生與激光的功率密度，待焊金屬的性質(zhì)，保護(hù)氣體等有關(guān)。此外，它還會對焊接過程產(chǎn)生不利影響，從而降低激光頭能量。金屬表面減少了焊接滲透并加寬了焊接表面，使焊接過程不穩(wěn)定。
克服焊接過程中等離子云影響的一種常用方法是通過噴嘴將惰性氣體吹到熔池表面，氣體的機(jī)械吹氣力可用于驅(qū)動(dòng)等離子云遠(yuǎn)離熔池上方。低溫氣體還可用于降低熔池上方的高溫氣體的溫度并抑制產(chǎn)生等離子云的高溫條件。也可以采用高頻脈沖激光焊接頭焊接，使得每個(gè)激光頭的激光脈沖的加熱時(shí)間小于形成更多離子云（約0.5ms）的時(shí)間，并且在產(chǎn)生等離子云之前完成焊接加熱。此外，高頻焊接頭或帶波段激光頭也可用于焊接，這對減少等離子云對焊接過程的干擾也起到一定的作用。目前，還有用于去除等離子云的裝置，其包括控制主機(jī)和與控制主機(jī)電連接的感應(yīng)線圈，其中感應(yīng)線圈直接位于等離子云上方，并且主機(jī)控制感應(yīng)線圈以產(chǎn)生交變磁場，用于快速去除等離子體云。
使用長焦距聚焦鏡進(jìn)行激光焊接頭和切割頭是不合適的。也就是說，焦平面中的光束直徑D與透鏡的焦距F和光束發(fā)散角θ（d =fθ）有關(guān)。為了在激光焊接頭焊接和切割頭切割期間獲得足夠高的功率密度，通常不允許光束發(fā)散角太大或者不使用長焦距聚焦鏡。激光頭熔焊不適合高校焊接。由于激光頭熔焊通過熱傳導(dǎo)將激光頭的激光能量傳遞到工件中，激光頭的激光能量利用率低，焊接速度慢，穿透深度淺，焊接厚板工件難度大。激光頭深熔焊的特點(diǎn)是產(chǎn)生小孔。通過等離子體和孔壁的多次反射，進(jìn)入小孔的激光頭激光幾乎被完全吸收，能量利用率高，焊接深度大，焊接速度快。它是一種高效的焊接方法，適用于厚板焊接和小孔效應(yīng)的高速薄板焊接。
出于安全原因，應(yīng)在激光焊接頭焊接現(xiàn)場的入口處懸掛適當(dāng)?shù)木鏄?biāo)志。激光頭的激光光束傳輸路徑需要高于人的高度并在封閉的管道中傳輸。當(dāng)激光器或脈沖發(fā)生器的電容器接通充電時(shí)，應(yīng)發(fā)出聲光警告。當(dāng)激光工作時(shí)，避免激光輻射直接或漫反射到眼睛和皮上。如果條件允許，工作場地應(yīng)關(guān)閉，只留下觀察井，觀察井和衰減裝置。操作人員應(yīng)在封閉的蓋子外面或遠(yuǎn)程操作。工作場所應(yīng)配備通風(fēng)裝置和消防安全裝置等。
