人為什么能看見物體，除了人有眼睛之外，還因?yàn)橥饨缬泄饩€，我們?cè)谄岷诘奈葑永锸强床灰姈|西的。那我們知道為什么激光能穿透鋼板，而自然光聚光后也穿透不了鋼板，因?yàn)樽匀还馐怯啥喾N不同頻率的光組成的，即使聚焦后光也不在同一個(gè)點(diǎn)，因此溫度達(dá)不到鋼板融化所需的溫度。而激光是單頻率的光源，聚焦后光在同一個(gè)點(diǎn)，所以溫度能達(dá)到很高。

　　正好和電子從高階躍遷到低階的能量相同，那么在這個(gè)光子的激勵(lì)下，電子會(huì)從高階躍遷到低階，并釋放一個(gè)方向和頻率完全相同的光子，這樣一個(gè)光子變成兩個(gè)光子，意味著光子被放大或者加強(qiáng)了。為了獲得更多的高階電子（或者叫粒子反轉(zhuǎn)），我們必須使用一定的方法去激勵(lì)原子，使電子往高階躍遷，獲得更多高階電子。一般可以用氣體放電的辦法來利用具有動(dòng)能的電子去激發(fā)介質(zhì)原子，稱為電激勵(lì)；也可用脈沖光源來照射工作介質(zhì)，稱為光激勵(lì)；還有熱激勵(lì)、化學(xué)激勵(lì)等。各種激勵(lì)方式被形象化地稱為泵浦或抽運(yùn)。

　　較為常用的YAG激光器的頻率范圍，一般在0.15~1.046區(qū)間內(nèi)，其中有很多頻率的是可見光。

　　脈沖YAG激光焊接典型示意圖：激光器產(chǎn)生光子后，經(jīng)由反光鏡反射到透鏡進(jìn)行聚光，聚光后的光子通過光纖進(jìn)行傳輸，到達(dá)光纖的另一端，出來后經(jīng)由聚光頭聚焦，最終作用在工件上。有些激光是不能經(jīng)過光纖傳輸?shù)摹?/span>

　　動(dòng)力電池應(yīng)合理使用工藝方法，他們會(huì)影響電池的成本、質(zhì)量、安全和一致性。我們就是利用激光優(yōu)異的方向性和高功率密度來進(jìn)行工作的，通過光學(xué)系統(tǒng)將光集中在一個(gè)很小的區(qū)域內(nèi)，極短的時(shí)間內(nèi)使工件的焊接處形成一個(gè)高度的

　　熱集中區(qū)，從而形成牢固的焊點(diǎn)和焊縫。

　　下面給大家介紹幾種激光的焊接類型：

　　熱傳導(dǎo)焊接和深熔焊：熱傳導(dǎo)焊接，主要用于相對(duì)較薄的材料。激光光束沿接縫將合作在一同的工件的外表熔化，熔融物匯流到一同并固化，構(gòu)成焊縫。多運(yùn)用在脈沖或連續(xù)波固體激光器。在熱傳導(dǎo)焊接中，能量?jī)H以熱傳導(dǎo)的方法耦合到工件中，因而焊接深度只有零點(diǎn)幾毫米到1毫米。材料的最 大焊接深度受其導(dǎo)熱系數(shù)的約束，且焊縫寬度總是大于焊接深度。

　　當(dāng)高功率激光聚集到金屬外表時(shí)，熱量來不及散失，就會(huì)構(gòu)成金屬蒸汽，此刻焊接深度會(huì)急劇加深，此焊接技術(shù)即是深熔焊。當(dāng)激光光束沿焊縫移動(dòng)時(shí)，工件內(nèi)的小孔也會(huì)隨之移動(dòng)。與此一起，熔融物也在小孔周圍活動(dòng)，并隨即固化，并產(chǎn)生了一個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)共同的深窄焊縫。焊縫的深度可達(dá)寬度的十倍，接近25毫米。因?yàn)樯钊酆讣夹g(shù)加工速度極快，熱影響區(qū)域很小，而且使畸變降至最 低，因而此技術(shù)可用于需求深度焊接或幾層一起焊接的運(yùn)用中。

　　穿透焊和縫焊：穿透焊是通過激光能量穿透上層連接片與下層極柱融合在一起，縫焊是通過激光能量通過連接片與電芯極柱之間的縫隙將兩件材料融合在一起

　　脈沖模式焊接：常用脈沖波形有方波、尖峰波、雙峰波等，鋁合金表面對(duì)光的反射率太高，一般焊接鋁合金時(shí)最優(yōu)選擇尖形波和雙峰波，能夠有效地減少氣孔和裂紋的產(chǎn)生。

　　焊點(diǎn)直徑和有效直徑隨激光傾斜角增大而增大，當(dāng)激光傾斜角度為40°時(shí)，獲得最 大的焊點(diǎn)及有效結(jié)合面。焊點(diǎn)熔深和有效熔深隨激光傾斜角減小，當(dāng)大于60°時(shí)，其有效焊接熔深降為零。所以傾斜焊接頭到一定角度，可以適當(dāng)增加焊縫熔深和熔寬。

　　連續(xù)模式焊接：與傳統(tǒng)的焊接方法相比，生產(chǎn)效率高，且無需填絲；與脈沖激光焊相比可以解決其在焊后產(chǎn)生的缺陷，如裂紋、氣孔、飛濺等，保證鋁合金在焊后有良好的機(jī)械性能；焊后不會(huì)凹陷，焊后拋光打磨量減少，節(jié)約了生產(chǎn)成本，但是因?yàn)檫B續(xù)激光器的光斑比較小，所以對(duì)工件的裝配精度要求較高。

　　激光焊接優(yōu)點(diǎn):

　　能量集中，焊接效率高、加工精度高，焊縫深寬比大。

　　熱輸入量小，熱影響區(qū)小，工件殘余應(yīng)力和變形小；

　　焊接能量可精 確控制，焊接效果穩(wěn)定，焊接外觀好；n非接觸式焊接，光纖傳輸，可達(dá)性較好，自動(dòng)化程度高。

　　焊接薄材或細(xì)徑線材時(shí)，不會(huì)像電弧焊接般易有回熔的困擾。

　　用于動(dòng)力電池的電芯由于遵循“輕便”的原則，通常會(huì)采用較“輕”的鋁材質(zhì)外，還需要做得更“薄”，一般殼、蓋、底基本都要求達(dá)到1.0mm 以下，主流廠家目前基本材料厚度均在0.8mm 左右。

　　能為各種材料組合提供高強(qiáng)度焊接，尤其是在進(jìn)行銅材料之間和鋁材料之間焊接的時(shí)候更為有效。這也是唯 一可以將電鍍鎳焊接至銅材料上的技術(shù)。

　　動(dòng)力電池的焊接的難點(diǎn)在于鋁合金對(duì)激光的反射率極高, 焊接過程中氣孔敏感性高, 焊接時(shí)不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些問題缺陷，其中最主要的是氣孔、熱裂紋和炸火。

　　氣孔：激光焊接過程中出現(xiàn)氣孔，（1）有可能是焊接之前的清洗過程工件表面沒有徹底清洗干凈，焊接時(shí)在高溫作用下油污中的碳?xì)浠衔飼?huì)分離，碳與氧結(jié)合生成CO，從而間接導(dǎo)致焊接氣孔。（2）焊接過程會(huì)帶入水蒸氣，分解成H2和O2，形成氣泡。

　　熱裂紋：鋁合金屬于典型的共晶型合金，焊接時(shí)容易出現(xiàn)熱裂紋，包括焊縫結(jié)晶裂紋和HAZ 液化裂紋，由于焊縫區(qū)成分偏析會(huì)發(fā)生共晶偏析而出現(xiàn)晶界熔化，在應(yīng)力作用下會(huì)在晶界處形成液化裂紋，降低焊接接頭的性能。激光焊接時(shí)裂紋危害很大，嚴(yán)重影響工件的焊接強(qiáng)度，降低工件的使用壽命。

　　炸火：引起炸火的因素很多，如材料的清潔度、材料本身的純度、材料自身的特性等，而起決定性作用的則是激光器的穩(wěn)定性。飛濺不僅影響工件的外觀和裝配精度，更會(huì)影響焊接強(qiáng)度，造成產(chǎn)品不良。

　?。ㄒ唬┖附釉O(shè)備：影響焊接設(shè)備的主要因素是光束模式、輸出功率和穩(wěn)定性。光束模式越低，聚焦性越好，光斑越小。相同激光功率下功率密度越高，焊縫深寬越大。一般要求基模（TEM00）或低階模，否則難以滿足高質(zhì)量激光焊接的要求。

　　波長(zhǎng)越短，吸收率越高；一般導(dǎo)電性好的材料，反射率都很高，溫度越高，吸收率越高，呈線性關(guān)系；一般表面涂磷酸鹽、炭黑、石墨等可以提高吸收率。

　　（二）工件狀況：因光斑直徑較小，一般0.3mm~1.5mm，所以對(duì)零件焊接處的要求較高，因此零件焊接處加工時(shí)，精度要求較高，所以，一般板材對(duì)接裝配間隙和光斑對(duì)縫偏差均不應(yīng)大于0.1mm，錯(cuò)邊不應(yīng)大于0.2mm。實(shí)際生產(chǎn)中，有時(shí)因不能滿足這些要求，而無法采用激光焊接技術(shù)。要獲得良好的焊接效果，對(duì)接允許間隙和搭接間隙要控制在薄板厚的10%以內(nèi)。

　?。ㄈ┖附訁?shù)：

　?。?）功率密度：激光光斑的功率密度，在光束模式和聚焦鏡焦距一定的情況下，主要由激光功率和光束焦點(diǎn)位置決定。激光功率密度與激光功率成正比。

　　焊接速度對(duì)焊接過程形式和穩(wěn)定件的影響不如激光功率和焦點(diǎn)位置那樣顯著，只有焊接速度太大時(shí)，由于熱輸入過小而出現(xiàn)無法維持穩(wěn)定深熔焊過程的情況

　?。?） 在穩(wěn)定深熔焊范圍內(nèi)，激光功率越高，熔深越大，約為0.7次方的關(guān)系；而焊接速變?cè)礁?，熔深越淺。

　?。?）保護(hù)氣體的影響，保護(hù)氣體的主要作用是保護(hù)工件在焊接過程中免受氧化；保護(hù)聚焦透鏡免受金屬蒸汽污染和液體熔滴的濺射；驅(qū)散高功率激光焊接產(chǎn)生的等離子；冷卻工件，減小熱影響區(qū)。

　?。?）各參數(shù)的可監(jiān)控性分析：焊接速度和保護(hù)氣體流量屬于容易監(jiān)控和保持穩(wěn)定的參數(shù)，而激光功率和焦點(diǎn)位置則是焊接過程中可能發(fā)生波動(dòng)而難于監(jiān)控的參數(shù)。雖然從激光器輸出的激光功率很穩(wěn)定且容易監(jiān)控，但由于有導(dǎo)光和聚焦系統(tǒng)的損耗，到達(dá)工件的激光功率會(huì)減小，而這種損耗與光學(xué)工件的質(zhì)量、使用時(shí)間及表面污染情況有關(guān)，不易監(jiān)測(cè)，成為焊接質(zhì)量的不確定因素。