鋁合金的激光焊接
鋁及其合金激光焊接的主要難點是其對波長為10的Co2激光束的高反射率。8pon。鋁是熱和電的良導體。自由電子的高密度使其成為良好的光反射體，初始表面反射率超過90%。也就是說，深穿透焊接必須在小千10%的輸入能量下開始，這就需要很高的輸入功率來保證焊接開始時必要的功率密度，產生壹個小孔。它對光束的吸收率迅速增加，甚至達到90%。使得焊接過程能夠順利進行。焊接鋁及其合金時。隨著溫度的升高，氫在鋁中的溶解度急劇增加，溶解的氫成為焊縫缺陷的來源。焊縫氣孔多，深熔焊時根部可能有孔洞，焊縫成形不良。
近年來，汽車用明合金的激光焊接備受關註，並進行了許多討論。YAG激光焊接已在鋁合金汽車上進行。YAG激光焊接通常采用高矽鋁焊絲。YAG激光通過3kW光纖傳輸，用於焊接6xx系列合金。特別討論了激光束的匹配問題以及間隙公差和重力的影響，可向上、向下、水平焊接。此外，還進行了各種金泰YAG激光器的對接接頭、搭接接頭和I型接頭焊接試驗，比較了不同保護氣體下接頭的可焊性和抗拉強度。對鑄造和擠壓材料進行了YAG激光焊接，討論了氣孔形成和各種焊接條件的影響。
鎂合金的激光焊接
鎂合金的密度比鋁低36%，作為高比強度材料受到關註。為此，進行了脈沖YAG激光和連續CO2激光焊接實驗。對於厚度為1.8MM的AZ31B-H244合金(3.27%Al，0.79%Zn)，最佳焊接條件為平均功率0.8kW，5ms，120Hz，300mm/s，焦點尺寸。還測量了YAG激光焊接區的硬度分布，發現熱影響區組織較窄，幾乎不軟化。
鋼的激光焊接
(1)低合金高強度鋼
低合金高強度鋼的激光焊接，只要焊接參數合適，可以獲得與母材力學性能相當的接頭。HY-130鋼是典型的低合金高強度鋼。
經過淬火和回火，港督具有高強度和高抗裂性。采用常規焊接方法焊接時，焊縫和HAZ組織為粗大晶粒、部分細小晶粒和原始組織的棒狀體。接頭的韌性和裂紋擾動比母材差得多，焊縫和HAZ金屬組織在焊態對冷裂紋特別敏感。激光焊接接頭不僅具有高強度，而且具有良好的韌性和抗裂性。原因有以下幾點。
(1)激光焊縫薄，HAZ姊妹織窄。在沖擊試驗中，裂紋並不沿著焊縫延伸，而是經常延伸到母材中。沖擊斷口的掃描電鏡觀察充分說明了這壹點。斷裂區域大部分是不受熱影響的母材，所以整個接頭的抗裂性實際上是由母材提供的。
②從接頭的硬度和顯微硬度分布來看，激光焊接具有較高的硬度和較陡的硬度梯度，表明可能存在較大的應力集中。然而，在硬度較高的區域。它對應於微小的組織。高硬度和精細的顯微組織使接頭既有高強度又有足夠的韌性。
③激光焊縫的HAZ組織以馬氏體為主，這是由於焊接速度高、熱輸入低造成的。HY-130鋼中碳的質量分數很小(約0.1%)。焊接過程中由於冷卻速度快而形成低碳馬氏體，這種組織的回火性能優於電弧焊和氣體保護焊產生的針狀鐵素體和馬氏體的混合物。再加上細得多的晶粒，接頭性能無疑是優異的。
④HY-130激光焊接時，焊橙中的有害元素大大減少，起到凈化作用，提高了接頭的韌性。
(2)不銹鋼
奧氏體不銹鋼因其良好的耐腐蝕性和高低溫韌性而被廣泛應用。這種不銹鋼的特點是合金元素含量高，導熱系數只有低碳鋼的1/3，線膨脹系數大，1。是低碳鋼的5倍。
焊接鎳鉻不銹鋼時，該材料具有較高的能量吸收率和熔化效率。采用激光焊接時，定子焊接速度快，減少了不銹鋼焊接時的過熱現象和線膨脹系數大的不良影響。焊縫無氣孔、夾雜等缺陷，接頭強度與母材相當。用低功率激光焊接薄板，可以獲得外觀良好、焊縫光滑美觀的接頭。
不銹鋼的激光焊接可用於核電站不銹鋼和核燃料包的焊接，也可用於化工等其他行業。
(3)碳鋼
因為激光焊接的加熱速度和冷卻速度都很快，焊接碳鋼時，隨著含碳量的增加，焊接裂紋和缺口的敏感性也會增加。
矽鋼
矽鋼片是壹種應用廣泛的電磁材料。為了保證軋制過程中生產線的連續性，需要對矽鋼片進行焊接。而矽鋼中Si的質量分數較高(約3% Li)，Si對Fe 2有很強的強化作用，使矽鋼的硬度和強度增加，塑性和韌性急劇下降。此外，冷軋引起的加工硬化進壹步增加了強度和硬度。矽鋼的導熱系數只有純鐵的50%，對熱比較敏感，容易過熱而使晶粒長大，而晶粒壹旦長大就很難通過熱處理來細化。目前工業上采用TIG焊，主要問題是接頭脆性大，焊接狀態下接頭反復彎曲次數低或無法彎曲，焊後不得不增加火焰退火工藝。這不僅增加了工藝過程的復雜性，而且降低了生產效率。
銅和銅合金的焊接
銅及銅合金士兵具有優良的導電性和導熱性，良好的冷熱加工性，高抗氧化性和高強度。廣泛應用於電氣、電子、電力、化工等行業。
(1)銅和銅合金的分類
銅和銅合金可分為紫銅、黃銅、青銅和白銅。紫銅是工業純銅，含銅量不低於99.5%；普通黃銅是銅和鋅的二元合金，表面呈淡黃色。凡是不以鋅、鎳為主要成分，而以錫、鋁、矽等元素為主要成分的銅合金，稱為青銅；白銅是壹種含鎳50%的銅鎳合金。
(2)銅和銅合金的可焊性
焊接銅和銅合金容易產生未熔合和未焊透。因此，應采用能量集中、功率大的熱源，並有預熱措施；當工件厚度較薄或結構剛度較小時。當沒有防變形措施時，焊後容易產生較大變形，當焊接接頭受到較大剛度約束時，容易產生焊接應力。焊接銅和銅合金時，很容易產生熱裂紋:
氣孔是銅及銅合金焊接中常見的缺陷，紫銅焊縫中的氣孔主要是氫氣孔。壹般來說，銅及其合金的焊接有以下特點。
(1)銅具有較高的導熱系數和熱容量，焊接輸入熱量應較大，必要時應適當預熱。
②銅及銅合金的線膨脹系數大，凝固時的收縮率也大。因此，在焊接變形較大、焊件剛性較高的情況下，容易產生裂紋。應采用窄焊縫，焊後立即輕敲可以細化晶粒，減少殘余應力和變形。有些銅合金，如黃銅，焊接後有時需要在270-560℃退火，以消除應力，防止“自裂”。
(3)銅在液態下容易氧化，生成的氧化亞銅(Cu20)與銅形成低熔點晶體，分布在晶界上，已造成裂紋。用於焊接的銅的氧含量通常應為
(4)銅能溶解液體E中的大量氫，在凝固和冷卻過程中溶解度大大降低。氫氣也能與氧化亞銅反應生成水蒸氣，從而造成氣孔。
銅因其高導熱系數(鐵的3倍以上)、高線膨脹系數(比鋼高30%)、高凝固收縮率(比鋼高1倍)等特性，在液態下對氧具有很高的活性。氫在其中的溶解度很大。銅的焊接相當困難。銅的性質決定了它在焊接過程中產生強烈的應力和變形，焊縫中形成氣孔和裂紋的傾向高。由於其導熱性高，集中了強熱源(如激光、電子束、離子束等。)必須用於銅焊接。此外，高溫下的低塑性和高導熱性需要預熱。銅的焊縫具有明顯的氣孔特征，這是金屬冷卻結晶過程中有氣體從中逸出造成的，銅的熔點相對較低。
然而，高熱導率大大加速了焊接過程中的冷卻和結晶過程，這阻礙了常規電弧焊。電弧柱中包含或溶解的氣體從焊縫金屬或焊縫附近析出。殘留在金屬中的氣體可能導致過飽和的熔融氣體或在金屬中產生氣孔。過飽和熔體的形成會導致裂紋。因為銅在高溫下塑性低。氣體從過飽和熔體中吸出時的壓力可能會破壞銅。合金元素對氣體在液態銅中的溶解度有影響。結果表明，A1、S1、Zn能降低黃銅焊縫中的氣孔，Ma能增加氣孔。前蘇聯科學家研究表明，鋯、鈦、鈹和鉻也能減少銅焊縫中的氣孔。由於黃銅在電阻焊中的低電阻率和高熱導率，很難形成穩定的焊接熔池來達到理想的焊縫，甚至無法焊接。在激光焊接中，由於銅及銅合金對激光的強烈反射，很難實現連續深熔焊接。
耐熱合金的激光焊接
許多鎳基和鐵基耐熱合金可以用脈沖和連續激光焊接，並能獲得良好的激光焊縫。鐵基合金M-152與三種鎳基耐熱合金(FK33。C263。N75)在航空發動機上的使用表明，接頭的力學性能與母材幾乎相同。
Dop-14合金和Gop-26合金是航空航天用的兩種銥基耐熱合金。它們具有高熔點、優異的高溫強度和抗氧化性。它們在激光焊接時，焊縫晶粒非常細小，可以消除金屬針在晶界偏析造成的熱裂現象，獲得無裂紋焊縫，這是常規鎢氫電弧焊難以實現的。異種金屬激光焊接異種金屬激光焊接是指兩種不同金屬的激光熔焊。異種金屬能否焊接以及接頭的強度取決於兩種金屬的物理性質，如熔點、沸點等。如果兩種材料的熔點和沸點接近，激光焊接的參數範圍可以形成牢固的連接，熔化區可以形成良好的合金組織，因此激光焊接的參數範圍較大。
激光焊接可以在多種不同的金屬之間進行。研究表明，在壹定的條件下，不同的金屬如銅鎳、鎳欽、欽鍵和低碳鋼銅可以進行激光焊接。