1、應用背景

激光擺動焊接技術誕生于現(xiàn)代制造業(yè)對焊接質量與效率的迫切需求。傳統(tǒng)焊接技術在精度、強度和復雜結構方面存在不足，促使激光焊接在各領域快速應用。

但其仍存在孔隙、裂紋等缺陷，在異種材料和復雜形狀零部件焊接時也有局限性，難以滿足航空航天、汽車制造等高端領域的嚴苛要求，影響產(chǎn)品質量、安全、生產(chǎn)效率等，增加了企業(yè)的制造成本。在此背景下，激光擺動焊接技術應運而生。

2、什么是激光擺動焊接

激光擺動焊接，又被稱作激光掃描焊接，利用控制系統(tǒng)可對擺動模式、頻率以及幅度進行調控，實現(xiàn)對激光的擺動以及路徑的規(guī)劃。

激光擺動焊接裝置示意圖

3、激光擺動焊接熔池

①與普通激光焊接類似，激光擺動焊接開始時，激光能量被母材表面吸收，使材料表面溫度迅速升高。由于激光能量密度高，材料表面的溫度在極短時間內就能達到熔點。

②隨著材料的熔化，液態(tài)金屬在表面張力和重力的共同作用下開始聚集。在激光擺動的過程中，激光束不斷掃描過母材表面的一個區(qū)域，使得這個區(qū)域內的金屬持續(xù)熔化，液態(tài)金屬的量不斷增加，從而逐漸形成熔池。

激光擺動焊接熔池

4、間隙寬度與熔深

傳統(tǒng)激光焊接時，激光束能量高度集中，形成的熔池相對較窄，為避免焊接缺陷，對間隙要求嚴苛，需高精度加工與裝配，增加成本與生產(chǎn)周期。通常間隙控制在板厚10%以下。

傳統(tǒng)激光焊與擺動激光焊的最大間隙

5、焊接缺陷控制

熱應力緩解：激光束振蕩重新分配了熔池熱量，降低溫度梯度與熱應力集中程度。通過擺動光束，使得裂紋萌生幾率降低，延長焊接結構的疲勞壽命。

晶粒結構優(yōu)化：熔池凝固時，振蕩促使熱影響區(qū)晶粒細化與均勻生長，形成更多的等軸晶。晶粒細化增強了焊縫抗裂紋能力，同時較多晶界會阻礙裂紋擴展，降低裂紋敏感性。

激光焊接的凝固模式 a)常規(guī) b)擺動

6、應用案例

激光擺動焊應用情況 a)換熱器外部  b)換熱器截面  c)管角接頭 d)電池銅元器件(無氣孔、裂紋)  e)不銹鋼與銅焊接（異種焊接）

轉自：山西省增材制造學會

來源：激光之研

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