激光焊接質(zhì)量很大程度上取決于激光焊接時(shí)所選用的工藝參數(shù)和工藝方法，激光能量、斑點(diǎn)尺寸、光束模式、偏振、波長、保護(hù)氣體成分和保護(hù)方式流速、表面狀況及材料成分、接頭形式、幾何尺寸、間隙、焊接速度聚焦位置因素影響激光焊接過程。

一、激光焊接功率密度

功率密度是激光焊接中最重要的參數(shù)之一。功率密度過高會(huì)造成材料的氣化，熱傳導(dǎo)激光焊接功率密度的范圍在10~105 W /cm2。激光束照射到材料表面時(shí)，一部分從材料表面反射，一部分透人材料內(nèi)被材料吸收，透人材料內(nèi)部的光通量對(duì)材料起加熱作用。不同材料對(duì)不同波長光波的吸收與反射，有著很大的差別。一般而言，導(dǎo)電率高的金屬材料對(duì)光波的反射率也高，表面光亮度高的材料其反射率也高。因此實(shí)際應(yīng)用中,功率密度的選取取決于材料本身的特性。除此之外尚需考慮焊接的具體要求，如薄壁材料焊接(0.01~0.1 mm)，要求工件的任何位置不允許溫升超過沸點(diǎn)，否則易使焊點(diǎn)成孔,功率密度不可太高。厚材料的穿透焊中(0.5 mm)，為達(dá)到一定熔深，表面應(yīng)維持在熔沸點(diǎn)之間,功率密度可相應(yīng)高一些。功率密度通常通過電源的電流或電壓、脈寬、頻率等參數(shù)來調(diào)節(jié)。

二、激光焊接焦點(diǎn)位置（離焦量）

經(jīng)過聚焦的激光束應(yīng)使零件焊接面位于焦深范圍內(nèi)。此時(shí)激光功率密度最高，激光焊接效果最好，一般通過調(diào)節(jié)聚焦簡來觀察在激光與金屬作用時(shí)產(chǎn)生的火花聆聽發(fā)出的聲音來識(shí)別零件表面是否在焦深范圍內(nèi)。有時(shí)為了達(dá)到特殊焊接效果,可通過正離焦和負(fù)離焦來實(shí)現(xiàn)淺焊和深焊。激光焊接通常需要一定的離焦量，因?yàn)榧す饨裹c(diǎn)處光斑中心的功率密度過高，容易蒸發(fā)成孔。離焦方式有兩種一正 離焦和負(fù)離焦，焦點(diǎn)在待加工表面以，上時(shí)為正離焦，焦點(diǎn)在待加工表面以下時(shí)為負(fù)離焦。離開激光焦點(diǎn)的各平面上，功率密度分布相對(duì)均勻。通過調(diào)整離焦量，可以選擇光束的某一截面使其能量密度適合于焊接，所以調(diào)整離焦量是調(diào)整能量密度的方法之一。負(fù)離焦可以提高熔深，對(duì)熔深要求不高時(shí)最好用正離焦。當(dāng)然，離焦量越大,焊縫也越寬。

三、激光焊接速度

其他參數(shù)都相同的條件下，增加激光功率可提高焊接速度，增大焊接熔深。激光功率、焊接速度與焊接熔深緊密相連。

隨焊接速度的增加,熔池流動(dòng)方式和尺寸將會(huì)改變。低速下熔池大而寬，且易產(chǎn)生下塌,此時(shí),熔化金屬的量較大，金屬熔池的重力太大，表面張力難以維持處于焊縫中的熔池，而從焊縫中間滴落或下沉，在表面形成凹坑。高速焊接時(shí)，匙孔尾部原來朝向焊縫中心強(qiáng)烈流動(dòng)的液態(tài)金屬由于來不及重新分布，便在焊縫兩側(cè)凝固，形成咬邊缺陷。在大功率下形成較大熔池時(shí)，高速焊接同樣容易在焊縫兩側(cè)留下輕微的咬邊,但是在熔池波紋線的中心會(huì)產(chǎn)生一定壓力。

四、激光焊接保護(hù)氣體

激光焊接過程可以在空氣環(huán)境中進(jìn)行，不使用保護(hù)氣體,不需要真空,很多情況下可以獲得很好的焊接效果。但一些對(duì)焊接 工藝要求嚴(yán)格的場合，如要求焊縫美觀、密封、無氧化痕跡的產(chǎn)品,或者是易于氧化難于焊接的鋁合金材料,在焊接過程中就必須施加保護(hù)氣體。一種方法是使用密閉的氮?dú)馐一蛘婵障?，室?nèi)充滿氮?dú)?，激光通過玻璃照射到工件上，這種方法較煩瑣。還有一種方法是利用噴嘴結(jié)構(gòu)吹出一定壓力、流量、流速的保護(hù)氣體作用到焊縫區(qū)域,使熔化的金屬不與空氣中的氧氣接觸,保證得到高質(zhì)量的焊縫。保護(hù)氣體除防止氧化外，還有一個(gè)作用就是吹掉焊接過程中產(chǎn)生的等離子體火焰，等離子體火焰對(duì)激光有吸收、散射作用，影響焊接效果。

在激光焊接時(shí)，金屬材料表面瞬間達(dá)到熔化溫度，此時(shí)金屬材料表面與空氣中的氧發(fā)生劇烈反應(yīng)而形成氧化層。為降低氧化作用,用適量的惰性氣體吹拂焊接表面，使焊接表面瞬間與氧氣隔離,達(dá)到提高質(zhì)量的效果。

保護(hù)氣體常用的有氮?dú)?、氬氣、氦氣。氦氣成本最高，但其防氧化效果好，且電離度小，不易形成等離子體。氬氣的防氧化效果也好,但是它易電離，一般如鋁、鈦等活潑性金屬用氨氣做保護(hù)氣，而將氬氣和氦氣按-定比例混合使用效果更好。氮?dú)獬杀咀畹?，一般用于不銹鋼的焊接。在要求高度密封,焊接漏氣率很低的工件時(shí)，最好使用氫氣。

五、激光焊接電源參數(shù)

當(dāng)激光脈沖頻率較低而焊接速度較高時(shí),形成點(diǎn)焊，也就是說，相鄰焊接斑點(diǎn)間首尾不能相接。由于焊接斑點(diǎn)直徑是一定的，所以只有當(dāng)激光脈沖頻率與焊接速度相匹配時(shí)，才能形成滿焊。近似公式如下:

焊接速度=激光脈沖頻率X激光焊接光斑直徑X(1-光斑重疊率)

式中:光斑重疊率為相鄰兩光斑在直徑方向的重疊率。

①   脈沖寬度

脈沖寬度是激光焊接中重要的參數(shù)之一,它是區(qū)別于材料去除和材料熔化的重要參數(shù)，通常根據(jù)熔深和熱影響區(qū)要求確定脈沖寬度。激光焊接的脈沖必須大于1ms,否則成為打孔。同一種金屬焊接時(shí)，在其他條件相同時(shí)，其穿人深度與脈寬有關(guān)，脈寬越大，則穿人深度越大，熱影響區(qū)也越大。

②   脈沖波形

對(duì)波長為1064 nm的激光束,大多數(shù)材料初始反射率較高，能將激光束的大部分能量反射回去,因此常采用帶有前置尖峰的激光輸出波形，利用開始出現(xiàn)的尖峰迅速改變表面狀態(tài)。在實(shí)際焊接中可針對(duì)不同焊接特性的材料靈活地調(diào)整脈沖波形。對(duì)金，銀、銅、鋁等反射強(qiáng)、傳熱快的材料，宜采用帶有前置尖峰的激光波形。對(duì)于鋼及其類似金屬，如鐵、鎳、鋁、鈦等黑色金屬,其表面反射率較有色金屬的低，宜采用較為平坦的波形或平頂波，如對(duì)易脆材料可以采用能量緩慢降低的脈沖波形，減慢冷淬速度。

③   脈沖頻率

熱傳導(dǎo)焊接中,激光器發(fā)出重復(fù)頻率激光脈沖，每個(gè)激光脈沖形成一個(gè)熔斑， 焊件與激光束相對(duì)移動(dòng)速度決定了熔斑的重疊率,一系列熔斑形成魚鱗紋似的漂亮焊縫。一般根據(jù)生產(chǎn)率即焊接速度的要求選擇激光重復(fù)頻率。在激光密封焊接中，重疊率要求在70%以上。

④   能量上升與下降方式

焊接過程中尤其是在焊接快結(jié)束的時(shí)候，調(diào)整能量下降時(shí)間和下降速度是一種非常好的控制方法，可以使匙孔坍塌引起的局部咬邊降到最低程度。典型的能量上升可以在0.0~0.2 S內(nèi)將激光功率從較低值升高到所需功率,在工件或激光束移動(dòng)過程中打開光閘可使能量上升在零過渡時(shí)間內(nèi)完成，輸出的激光功率就是焊接功率。典型的能量下降可以在0.3~0.5 S內(nèi)將激光能量從焊接功率降到較低值。要獲得理想的匙孔坍塌形狀，就要有足夠長的能量下降時(shí)間,不過要注意盡可能減少焊接熱循環(huán)時(shí)間。