在每個行業中，都在設計、重新設計或重新評估產品，以獲得更好的材料或功能。最終產品由許多組件組成，這些組件需要以某種方式結合在一起。其中一種連接方法就是雷射焊接。
雷射焊接使用高強度光束來創建熔融焊池，以將材料融合在一起。這是一種非接觸式工藝，相對於其他熔合工藝而言，熱量輸入較低、加工速度快，並且一次通過即可產生較深的熔合區。
為了充分發揮這些優點並確保高品質且可重複的過程，製造商需考慮與其他熔焊工藝相比的差異，並合理設計關節與夾具。明智的實施始於對雷射焊接基本原理的理解。
雷射光束會聚焦於工件的一個小點。雷射從介質中產生後射出，透過準直與聚焦形成沙漏狀光斑。焦點直徑由以下公式確定：
纖維直徑 × 焦距 ÷ 準直長度 = 焦點直徑
焦點區域的 86% 內為焦深。若偏離此區域，焊接效果會改變。焦深與準直長度與焦距的比例相關。較大的纖維直徑雖然有較大焦深，但功率密度降低，導致穿透力下降。
雷射焊接分為兩種形式：導熱焊接與鎖孔焊接。
導熱焊接：透過熱傳導將能量導入工件，焊接深度一般為 0.1~1mm，寬度大於深度，適用於薄壁件與外殼焊接。
鎖孔焊接：（見圖1）需高功率密度（約每平方公分 1 兆瓦），雷射束蒸發金屬形成氣體，產生壓力推開熔融金屬，形成深而狹窄的「鎖孔」，達到深焊效果。
圖1 鎖孔焊接示意圖
鎖孔焊的特點是：穿透深、熱影響區小、變形最小、效率高。等離子體也會吸收能量進一步加熱材料。
雷射焊接提供：
但也需考慮其高投資成本與夾具精度要求。
對接焊接：需高定位精度與夾具設計，焊接強度來自於穿透量，可減少材料使用，適合 A 級表面。允許間隙需小於材料厚度的 10%。
搭接焊接：容許定位誤差較大，焊接強度來自於上層與下層材料的融合區，所需熱輸入與能量較高。
若雷射束從上層材料穿透至下層，需使用更大光斑或振盪補強，造成熱影響區增大，適合不重視焊後變形的應用。
若需低熱輸入與小變形，可採用局部穿透策略，控制熔深，確保 A 級表面。
對接優勢：精準、高強度、材料節省、變形小。
搭接優勢：容許誤差大、夾具設計簡單、適應性高。
雷射焊接可進入狹小空間並形成極小飛濺焊縫，若使用保護氣體效果更佳。常見夾具設計包括剛性夾具與氣動壓夾。
振鏡系統可快速聚焦焊接，簡化機械手臂路徑。
高要求焊接可採用單體專用夾具提高穩定性與壓接均勻性。
設計雷射焊接時，需選擇適當光斑大小與接頭方式。對接焊提供小熱輸入與高強度，搭接焊則有大工藝彈性與低定位要求。
若設計良好，雷射焊接可提升製造效率、品質，並降低後續加工成本。
好文推薦：
提高生產效率！雷射焊接機優點一一分析給你聽
