要進(jìn)行高功率激光焊接自然首先需要有高功率激光。通常我們把輸出功率在1kW以上的激光稱(chēng)為高功率激光。當(dāng)然，激光類(lèi)型不同，其高功率的界限實(shí)際上會(huì)有所不同。自上世紀(jì)90年代以來(lái)，激光技術(shù)有了快速發(fā)展，商用激光器的輸出功率不斷提高，從而使高功率激光焊接得以實(shí)現(xiàn)。 在現(xiàn)有的激光器類(lèi)型中，二氧化碳（CO2）激光器和固體激光器是目前主要的2種高功率激光器。 CO2激光器為氣體激光器， 以He:N2:CO2混合氣體為激光工作氣體，通過(guò)對(duì)CO2分子的激勵(lì)而發(fā)出激光，激光波長(zhǎng)為10.6μm。由于氣體介質(zhì)在諧振腔內(nèi)的分布均勻性好，所以容易獲得近衍射極限的高斯光束。CO2激光器按照結(jié)構(gòu)可細(xì)分為多種類(lèi)型，其中快速軸流型、橫流型和擴(kuò)散冷卻型是市場(chǎng)上高功率CO2激光器的三大類(lèi)型。這其中又以擴(kuò)散冷卻型的可達(dá)激光束質(zhì)量最高，以快速軸流型的輸出功率最高（可達(dá)20kW以上）。市場(chǎng)上高功率的固體激光器主要有3類(lèi)， 即Nd:YAG激光、光纖激光和半導(dǎo)體激光， 它們輸出激光的波長(zhǎng)均在1μm左右。半導(dǎo)體激光因受限于其工作機(jī)理而只能獲得光束質(zhì) 量較差的激光， 即激光的發(fā)散角大、方向性差。所以半導(dǎo)體激光主要用 于堆焊 （表面熔敷）、釬焊和淺熔深焊接。Nd:YAG激光的最大輸出功率 已達(dá)6kW。在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的盤(pán)片式激光器輸出功率可達(dá)8kW， 電光轉(zhuǎn)換效率達(dá)20%以上。光纖激光 是近幾年來(lái)得到快速發(fā)展的固體激光器，其激光器結(jié)構(gòu)獨(dú)特并且創(chuàng)新。光纖激光以雙包層光纖為諧振腔， 以二極管激光為泵浦源， 其多模狀態(tài)下可輸出激光功率達(dá)25kW以上的高 質(zhì)量光束。因結(jié)構(gòu)緊湊、 維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠， 已表現(xiàn)出良好的應(yīng)用勢(shì)頭， 在相當(dāng)多的領(lǐng)域正在逐步替代傳統(tǒng)的Nd:YAG激光和CO2激光器。        主要激光焊接技術(shù) 目前，常見(jiàn)的激光焊接技術(shù)，即純激光焊接、激光填絲焊接和激光電弧復(fù)合焊接，也是高功率激光焊接的主要焊接技術(shù)方法。 純激光焊接時(shí)因沒(méi)有填充金屬，對(duì)焊接件接頭間隙有相當(dāng)高的要求，要求間隙小、避免大的錯(cuò)邊，所以厚板單道激光對(duì)接焊時(shí)一般較少采用純激光焊，以避免出現(xiàn)過(guò)大的焊縫表面凹陷。激光填絲焊則因填充金屬加入而使其對(duì)間隙有一定的容忍度。激光電弧復(fù)合焊，這里一般指激光-熔化極電弧復(fù)合焊，則因?yàn)槿刍瘶O的高效率熔化而進(jìn)一步提高了間隙容忍度。同時(shí)電弧熱源的加入，使焊接過(guò)程熱循環(huán)的變化更豐富。這3種高功率北京激光焊接技術(shù)的原理和典型焊接接頭橫截面形狀。其中所給的激光電弧復(fù)合焊原理示意圖中電弧是旁軸式的，通常還會(huì)有同軸復(fù)合方式。焊縫橫截面形狀上可以發(fā)現(xiàn)，純激光和激光填絲焊的焊縫截面形狀是相近的，而激光電弧復(fù)合焊的焊縫橫截面形狀結(jié)合了熔化極電弧焊和激光深熔焊的熔深特征，其上部為熔化極電弧形成的上寬下窄的倒三角熔深，下半部為激光束形成的窄而深的熔化區(qū)。 有研究對(duì)埋弧焊、激光填絲焊和激光電弧復(fù)合焊在焊接速度、一次可焊厚度、間隙容忍度、變形、金相和疲勞性能等方面進(jìn)行了比較。研究表明，激光電弧復(fù)合焊具有最優(yōu)的綜合性能，即其焊接速度最高、接頭疲勞性能最優(yōu)，一次可焊板厚大于埋弧焊，并與純激光焊接相同；焊接變形比埋弧焊小一個(gè)數(shù)量級(jí)，與激光填絲焊的接近；其間隙容忍度介于激光填絲和埋弧焊之間。由此可以看到，激光電弧復(fù)合焊既有高的焊接生產(chǎn)率又有較高的間隙容忍度，是中厚板和厚板激光焊接的優(yōu)選焊接方法。