一、激光深熔焊接的原理

激光作用于金屬表面,當金屬表面上的功率密度達到10⁷W/cm²及以上，這個數量級的人射功率密度可以在極短的時間內使加熱區的金屬汽化，從而在液態熔池中形成-個小孔,稱之為匙孔。光束可以直接進入匙孔內部，通過匙孔的傳熱，獲得較大的焊接熔深。匙孔現象發生在材料熔化和汽化的臨界點，氣態金屬產生的蒸氣壓力很高，足以克服液態金屬的表面張力并把熔融的金屬吹向四周，形成匙孔或孔穴。由于激光在匙孔內的多重反射，匙孔幾乎可以吸收全部的激光能量，再經內壁以熱傳導的方式通過熔融金屬傳到周圍固態金屬中去。當工件相對于激光束移動時，液態金屬在小孔后方流動、逐漸凝固,形成焊縫,這種焊接機制成為深熔焊，是激光焊接中最常用的焊接模式。

與激光熱傳導焊接相比，激光深熔焊需要更高的激光功率密度，一般需要連續輸出的CO2激光器，激光功率為2000~3000W。

采用激光深熔焊時，激光能量是通過小孔吸引而傳遞給被焊工件的。小孔作為一個黑體，使激光束的能量傳到焊縫深部。隨著小孔溫度升高，孔內金屬汽化，金屬蒸氣的壓力使熔化的金屬液體沿小孔壁移動，形成焊縫的過程與熱傳導型的激光焊接明顯不同。在熱傳導型激光焊接時激光能量只被金屬表面吸收，通過熱傳導向材料內部擴散。

二、激光深熔焊的特征及優點、缺點

激光深熔焊具有下述特征。

(1)大的深寬比。因為熔融金屬圍著圓柱形高溫蒸氣腔體形成并延伸向工件，焊縫就變得深而窄。

(2)最小熱傳輸。由于聚焦激光束比常規方法具有高的功率密度，導致焊接速度快,熱影響區和變形都比較小。

(3)高致密性。充滿高溫蒸氣的小孔有利于焊接熔池攪拌和氣體逸出，導致生成無氣孔熔透焊縫。焊后高的冷卻速度又易使焊縫組織細微化。

(4)強固焊縫。因為灼熱熱源和對非金屬組分的充分吸收，從而降低雜質含量、改變夾雜尺寸和其在熔池中的分布。焊接過程中無須電極或填充焊絲，熔化區受污染少,使焊縫強度、韌性至少相當于甚至超過母體金屬。

(5)非接觸、大氣焊接過程。因為能量來自光子束，與工件無物理接觸，因此沒有外力施加于工件。另外，磁和空氣對激光都無影響。