《Hybrid laser–arc welding》一書，是一本激光電弧復(fù)合焊的權(quán)威著作,。鬼斧在學(xué)習(xí)的過程,，將內(nèi)容翻譯、整理,、發(fā)布,，供各位同仁學(xué)習(xí)參考。

本文位第一章的部分內(nèi)容,，主要是對(duì)激光焊接的整體介紹,。

1.1  激光焊接

1.1.1 激光和激光焊接簡史

激光的發(fā)展

在20世紀(jì)早期，阿爾伯特.愛因斯坦改變了世界,。他致力于理解和發(fā)展理論,，以解釋物理現(xiàn)象的本質(zhì)。在1917年,，他提出了受激輻射的概念,。在受激能量場里，一種光子（激勵(lì)光子）可以通過擾動(dòng)電子,，產(chǎn)生另外一種光子（受激光子）,，它們具有相同的相位、頻率,、偏振和方向,。激勵(lì)光子不會(huì)消失，因此這種工藝可以實(shí)現(xiàn)某種光的放大,。這個(gè)概念奠定了日后激光發(fā)展的基礎(chǔ),。激光（Laser），即光的受激輻射放大。

在1958年,，美國人肖洛（Arthur Schawlow）和湯斯（Charles Townes）發(fā)表的論文描述了建造激光器,，在紫外光、可見光,、紅外光波長范圍通過受激輻射產(chǎn)生單色,、相干光。這篇論文的發(fā)表以及后續(xù)在1960年專利的申請(qǐng)確定了他們作為激光發(fā)明者的地位,。盡管在1960年梅曼（Theodore Mainman）基于一塊紅寶石建立和展示第一套激光系統(tǒng),。之后很快，其它的激光材料被調(diào)查,、研究,。1961年，Elias Snitzer展示了第一套光纖激光,。1962年,，Robert Hall，Gunther Fenner和同事展示了第一套半導(dǎo)體激光,。直到1964年,，當(dāng)今流行、耐用的切割和焊接激光才得以發(fā)明,。

（1）Na:YAG激光,，光能輻射的波長為1064nm，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的J.E.Geusic,，H.M.Marcos和L.G.Van Uitert對(duì)此進(jìn)行了描述,；

（2）二氧化碳激光，光能輻射的波長為10.6um,，C.K.N.Patel對(duì)此進(jìn)行了描述,。

第一套商用的Na:YAG激光為低功率脈沖激光系統(tǒng)，第一套二氧化碳激光輸出功率只有100W,。今天,，Na:YAG激光已經(jīng)廣泛商業(yè)應(yīng)用，連續(xù)光操作可提供輸出功率達(dá)8kW,，商用現(xiàn)成的二氧化碳激光輸出功率可達(dá)20kW,而實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)成的研究系統(tǒng)可達(dá)150kW,。

新的技術(shù)使各種激光技術(shù)的功率更上一層樓。商業(yè)化的帶光纖傳輸?shù)闹苯影雽?dǎo)體激光功率可達(dá)10kW,，而光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)50%,。半導(dǎo)體激光光束質(zhì)量相對(duì)較差，有大的光斑和低輻射通量密度（光斑單位面積的能量,，有時(shí)也被誤認(rèn)為能量密度）,。當(dāng)然,，這個(gè)輻射通量密度通常是足夠的，甚至適合焊接工藝,，特別是涂敷處理?，F(xiàn)在可用的單模光纖激光可提供功率3kW，光電轉(zhuǎn)換效率大于25%,，且提供的高質(zhì)量的光束,，以很高輻射通量產(chǎn)生很小的光斑。單模激光系統(tǒng)的低成本和極高的輻射通量密度提供的特性,，將會(huì)在未來新的焊接技術(shù)和應(yīng)用大有前景,。多模光纖激光技術(shù)產(chǎn)生的光斑較大，輻射通量密度較低,，現(xiàn)在商用系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)50kW的輸出功率,，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)25%，也會(huì)為高速和厚截面焊接提供前景,。

激光焊接的發(fā)展

在激光技術(shù)發(fā)展早期,，人們就認(rèn)識(shí)到了激光在金屬處理和連接領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。激光具有相干性,，使它可以傳輸,，并通過反射或折射聚焦于基板上。受光的波長和聚焦的光學(xué)材質(zhì)影響,，光能量可以聚焦于基板上很小的斑點(diǎn),，產(chǎn)生很高的輻射通量密度,。這些能量可以被基板穩(wěn)定地吸收,，并轉(zhuǎn)換為熱能。當(dāng)提供給斑點(diǎn)的能量足夠,，金屬基板將會(huì)加熱并熔化,，從而實(shí)現(xiàn)熔融焊接。

貫穿整個(gè)1960年代,，一些焊接激光的使用與應(yīng)用實(shí)踐相繼報(bào)道,。由于那時(shí)可用的激光功率相對(duì)較低，大多早期工作集中在電子工業(yè)的小型部件的連接上,。在1970年代早期,，幾千瓦的二氧化碳激光吸引了來自其它行業(yè)的興趣。一些文章探討了采用輸出功率達(dá)20kW的二氧化碳激光進(jìn)行深熔焊和高速焊接,。

由于二氧化碳激光的波長屬于遠(yuǎn)紅外光（10.6um）,，激光光束必須通過所謂的硬光學(xué)器件，比如鏡面,、凸透鏡等傳輸?shù)焦ぜ?。這就使系統(tǒng)十分復(fù)雜,，且對(duì)維護(hù)要求很高，以保持高的潔凈度和光學(xué)器件沿光路的對(duì)齊,。Nd:YAG激光的波長較短,，為1064nm，位于近紅外區(qū)域,，可以通過光纖傳輸,。這大大簡化了光束傳輸問題，并易于集成到機(jī)械的,、半自動(dòng)化或者自動(dòng)化系統(tǒng)中,。

最初，Nd:YAG激光大大受限于最大可用功率,。但在1980年代后期,，一些焊接研究推動(dòng)了高功率（>1kW）、連續(xù)波長的Nd:YAG激光的使用,。采用光纖的高功率激光焊機(jī)的前景,，又激發(fā)人們不斷努力，以生產(chǎn)更高輸出功率的激光,。2000年初,，一些文章開始討論8-10kW的Nd:YAG激光的焊接特性。

在30多年來,，幾千瓦的二氧化碳激光和Nd:YAG激光逐漸進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用,。而直接半導(dǎo)體激光則在最近的十年得到應(yīng)用，一些學(xué)者都進(jìn)行了早期的研究,。而最近,，研究則聚焦在熱塑性材料和聚合物的焊接，薄材料的連接以及激光涂敷和激光堆疊工藝,。

1990年代后期,，第一個(gè)光纖激光焊接案例探討了早期光纖激光在微焊接應(yīng)用的潛能。在2002年,，繼續(xù)開拓了潛在的應(yīng)用范圍,。隨著商業(yè)激光應(yīng)用系統(tǒng)更加廣泛，人們對(duì)單模激光焊接產(chǎn)生了更大的興趣,。2004年,，第一個(gè)1kW的單模光纖激光問世。到2007年,，3kW的商用單模激光系統(tǒng)發(fā)布,。隨著高亮度激光系統(tǒng)的功率增加，新的應(yīng)用不斷拓展,。另外,，最近光纖激光也可組合成多千瓦的多模激光系統(tǒng),。2002年5月，第一個(gè)1kW的多模光纖激光問世,，2003年3月,，10kW的多模激光系統(tǒng)問世，直到2004年,，高達(dá)50kW的多模激光系統(tǒng)成為可能,。最近發(fā)布的焊接技術(shù)，顯示大截面焊接和薄壁高速焊接前景廣闊,。

1.1.2  激光和激光焊接

激光,，實(shí)際上一種帶有離散波長、相干形式的電磁輻射,，它可在空間傳播,。廣為人知，光具有波粒二相性,。為了描述激光束與材料的交互關(guān)系,，可以認(rèn)為像一種擺動(dòng)的電場向量和相關(guān)的磁場向量。當(dāng)擺動(dòng)的電場向量與基板材料內(nèi)彈性連接的電子相互作用時(shí),，電子會(huì)以誘導(dǎo)振動(dòng)的形式運(yùn)動(dòng),。對(duì)于不透明材料，一部分入射能量被反射,，一部分被材料吸收,。反射與吸收比率取決于材料、波長,、基板溫度,、表面薄膜、入射角和表面粗糙度,。電子可以自由擺動(dòng),，且在不擾動(dòng)原子結(jié)構(gòu)情況下再輻射,，比如在金屬內(nèi)部自由電子云,，可以造成入射輻射的反射。當(dāng)其它的電子試圖振動(dòng),，特別是那些和原子結(jié)合的電子,，受晶格結(jié)構(gòu)約束，振動(dòng)能量可以通過基板傳輸,，由此產(chǎn)生熱量,。

如果通過這種機(jī)制提供給基板的能量足夠，就可以有效消除材料鍵間的機(jī)械強(qiáng)度,，使基板熔化,。

通過這種機(jī)制,，向基板提供足夠的能量，足以地消除材料結(jié)合中的機(jī)械強(qiáng)度,，則會(huì)基板使熔化,。雖然金屬在固態(tài)時(shí)通常對(duì)紅外激光束能量具有很強(qiáng)的反射性（最典型的材料，反射率> 90％）,，但是當(dāng)材料熔化時(shí)原子的無序性,，顯著降低了反射率（最典型的材料，反射率>50％）,。如果在兩個(gè)部件之間的交接區(qū)域,，進(jìn)行熔化，產(chǎn)生熔融區(qū),。并且隨后移除熱源使得熔融區(qū)可以冷卻,，固化并將部件熔合在一起，則該過程可以稱為焊接,。如果控制激光束提供的熱量,，并控制熔融時(shí)的蒸發(fā)，則該過程通常被稱為傳導(dǎo)模式焊接,。這可以通過平衡激光提供給基板的熱量與基板傳導(dǎo)的熱量,，或者通過移動(dòng)激光束斑點(diǎn)，限制單一點(diǎn)能量堆積總量來實(shí)現(xiàn),。光束在一個(gè)地方,。通常上，這可通過操作光束失焦來實(shí)現(xiàn)的,。此時(shí),，激光輻射能量密度相對(duì)較低。

當(dāng)激光束與基板的交互作用具有足夠高的輻射能量密度時(shí),，原子本身之間的鍵會(huì)被破壞,，從而被蒸發(fā)。如果強(qiáng)度更高,，則來自汽化金屬原子和氣體的電子,，可以離開原子，從而產(chǎn)生電離氣體和等離子體,。這種高溫蒸汽和等離子體,，將傾向于膨脹，產(chǎn)生推動(dòng)周圍的熔融材料的反沖力,，平衡熔融材料上的力,，并導(dǎo)致形成空腔或匙孔。

這種模式下的焊接,，通常被稱為匙孔焊接,，并且通常在激光輻射能量密度為10e6W/cm2時(shí)發(fā)生,。當(dāng)輻射能量密度更高時(shí)，例如> 10e7W/cm2,，該過程經(jīng)常導(dǎo)致過度飛濺,。在這種輻射能量密度下，熔化發(fā)生在一微秒內(nèi),。匙孔通常包含蒸發(fā)的基體材料和電離的氣體或等離子體,。它通過反沖力與蒸汽壓力、表面張力和由作用在熔融液體表面上的移動(dòng)蒸汽的摩擦效應(yīng)引起的流體靜力學(xué)平衡來維持,。一旦形成鑰匙孔,，與傳導(dǎo)模式焊接相比，焊透將顯著增加,，因?yàn)楣馐芰烤哂型ㄟ^鑰匙孔中的多次反射和通過菲涅耳吸收,，提高了基體能量吸收率。

鎖孔中的蒸汽和等離子體處于極高的溫度,，Nd：YAG約為2000K,，CO2焊接約為6000-10000K，它通過反向輻射效應(yīng)吸收額外的能量,，并通過黑體效應(yīng)再輻射到基體,。這些等離子體可用于吸收、散射和散焦激光束,，尤其是在長波長的CO2焊接時(shí),，會(huì)限制焊透性。因此,，可以選擇具有高電離電位的保護(hù)氣體,，例如He氣會(huì)限制這種吸收。另外,，高速氣體射流通常用于將逸出的等離子體重定向出激光束的路徑,。過熱等離子體將熱量再輻射回基板表面足以影響熔合區(qū)，從而有助于所謂的釘頭效應(yīng),。

從歷史上看,，技術(shù)文獻(xiàn)已經(jīng)在這兩種模式之間產(chǎn)生了明顯的差異，盡管實(shí)際上在傳導(dǎo)模式焊接和匙孔模式焊接之間存在著連續(xù)性,。實(shí)際上,，經(jīng)常觀察到傳導(dǎo)模式焊接是一個(gè)更穩(wěn)定的過程,，因?yàn)闆]有匙孔焊縫不易受氣體截留和孔隙形成的影響,。采用匙孔模式工藝，匙孔內(nèi)熔融金屬流動(dòng)的不穩(wěn)定性,，可能導(dǎo)致匙孔塌陷,，在固化過程中可能會(huì)產(chǎn)生氣泡,，導(dǎo)致熔合區(qū)孔隙。在某些情況下,，溫度更高工藝將使熔池保持足夠長的時(shí)間,，以便通過匙孔穩(wěn)定性或通過合金元素或表面污染物的揮發(fā)形成氣泡，以遷移到熔池的表面并逸出到大氣中,。

由于在激光匙孔焊過程中,，用于焊接的熱量局限在有限區(qū)域中，因此周圍材料并未明顯加熱,，且焊接速度與冷卻速率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的電弧焊接工藝,。這種高效能量使用的好處是限制了熱影響區(qū)的大小，并且殘余塑性應(yīng)變急劇減少,。因此,，激光焊接要比采用傳統(tǒng)焊接工藝時(shí)發(fā)現(xiàn)的扭曲變形更小。然而,，這種快速冷卻速率可伴隨著沿焊縫中心線形成裂縫,。原因是污染和合金化添加物會(huì)沿著凝固前沿被推向焊接熔池的中心。另外,，由于快速冷卻速率,，通常會(huì)形成脆的、且延展性有限的微結(jié)構(gòu),。

激光焊接設(shè)備

激光束焊接包括各種組件和必須考慮的因素,，以生成高質(zhì)量的激光焊接。這些可以大致分為兩類：（i）激光,，光束和光學(xué)器件,；（ii）工藝氣體和輔助工藝設(shè)備/考慮因素。

激光,，光束和光學(xué)器件

有幾種類型的激光器,，適合激光束焊接。如前所述,，在遠(yuǎn)紅外區(qū)域,、波長為10.6μm的CO2激光器和在近紅外區(qū)域、波長為1064nm的Nd：YAG激光器一直是激光焊接的主力,。最近一二十年,，光纖激光器和直接半導(dǎo)體激光器已進(jìn)入市場，兩者都在近紅外波長下工作,。

遠(yuǎn)紅外波長的激光束往往在金屬中的吸收不如近紅外激光束,，但是一旦形成匙孔，兩種情況下吸收都會(huì)急劇增加。由于波長較長,，CO2激光束不能通過光纖傳輸,，因此必須通過水冷卻的反射鏡傳送。

上面提到的所有其他激光器都可以通過光纖傳送,。通過光纖傳輸激光束能量,，大大簡化了激光器與機(jī)械機(jī)構(gòu)、自動(dòng)化焊接系統(tǒng)的集成,。另外,，CO2激光束的較長波長在焊接等離子體中更容易被吸收，因此,，使用保護(hù)氣體和噴嘴進(jìn)行等離子體抑制是較深焊接的必要條件,。

上述所有激光器可以以連續(xù)波（CW）模式或脈沖模式操作。脈沖焊接有時(shí)用于降低資金成本,，因?yàn)槊}沖激光器已經(jīng)顯示出能夠以比相同平均功率操作的CW激光器更深和更快地焊接,。另外，研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn),，通過將激光束功率的脈沖速率與熔池的振蕩頻率聯(lián)系,，巧妙地操縱脈沖參數(shù)可以增加匙孔穩(wěn)定性，減少形成的孔隙,。

光學(xué)器件,，包括光纖將光束傳送到所需的光學(xué)聚焦系統(tǒng)，都會(huì)影響產(chǎn)生足夠小光斑的能力,，以達(dá)到約10e6W/cm-所需的輻射能量密度,。對(duì)于CO2激光器，有時(shí)會(huì)使用較大的反射光學(xué)器件來進(jìn)行熱量管理,，并補(bǔ)償光束發(fā)散,。在從鏡子反射到鏡子，通過空間到聚焦光學(xué)器件時(shí)會(huì)產(chǎn)生光束發(fā)散,。使用纖維輸送光束,，最小可能光斑尺寸與光纖直徑直接相關(guān)，光斑直徑永遠(yuǎn)不會(huì)小于光纖直徑,。直到最近,，600微米直徑的光纖用于典型的高功率Nd：YAG激光束的傳輸，盡管最近的技術(shù)發(fā)展,，現(xiàn)在允許通過直徑小到100微米的光纖傳輸高功率的光纖激光器和Nd：YAG激光器產(chǎn)生的激光,。現(xiàn)在，功率高達(dá)3kW的單模光纖激光器,，可以通過直徑小得多的光纖傳輸激光,，并且能夠產(chǎn)生直徑約10μm的光斑尺寸。當(dāng)較大的光斑尺寸是可接受的時(shí)，則可以增加焦距以提供光學(xué)器件與加工區(qū)域的隔離,，從而限制光學(xué)器件受飛濺和其它工藝發(fā)射的可能損害,。光纖可以是階躍折射率或梯度折射率,，影響出射光束質(zhì)量和聚焦光束的能力,。

一旦光束被傳送到所需的焊接位置，就必須使用聚焦光學(xué)器件來校準(zhǔn)和聚焦光束,，以達(dá)到所需的形狀和尺寸,。透射光學(xué)器件通常用于近紅外激光束和低于5kW的遠(yuǎn)紅外激光束，水冷反射光學(xué)器件則用于更高功率的遠(yuǎn)紅外激光束,。在這兩種情況下,，通常應(yīng)用增透涂層來提高光學(xué)元件的傳輸效率?；诩儙缀喂鈱W(xué)定律的簡單球面透鏡可用于聚焦激光束,，但通常利用更復(fù)雜的透鏡組合來補(bǔ)償球面像差。在高功率時(shí),，采用水冷卻來限制可能影響聚焦光束特性的熱致失真,。這些聚焦透鏡組件越復(fù)雜，成本就會(huì)越高,。因此,，在大多數(shù)情況下，為了防止損壞,，在焊接區(qū)域和聚焦光學(xué)器件之間放置相對(duì)便宜且一次性的蓋透鏡,，通常在易于拆卸的透鏡盒中。焊接過程中的飛濺或煙霧可能造成涂覆光學(xué)元件的損壞,，從而在激光被吸收時(shí)產(chǎn)生熱點(diǎn),，最終導(dǎo)致透鏡破裂。

現(xiàn)在有幾家公司提供蓋鏡監(jiān)控系統(tǒng),，可以觀察蓋鏡上飛濺或其他沉積物散射的任何散射光,，并在更換蓋鏡時(shí)通知操作員。由于所謂的激光從基板反射回到聚焦光學(xué)系統(tǒng)中,，也可能發(fā)生損壞,，這可能導(dǎo)致熱偏移，從而損壞光纖或甚至激光器,。因此,，焊接頭通常與正常位置偏離5度，使得大部分反射能量不會(huì)直接返回聚焦頭,。

針對(duì)不同應(yīng)用,，可以將標(biāo)準(zhǔn)聚焦光學(xué)器件集成，以產(chǎn)生若干不同的變形。傳感器和成像設(shè)備可以通過使用選擇性反射鏡結(jié)合到光學(xué)系統(tǒng)中,。這些可用于科學(xué)探索,，以及過程監(jiān)控和控制、熱傳感,、甚或焊縫跟蹤,。高速掃描光學(xué)系統(tǒng)可以非常快速地在大面積上操縱光束,，而無需移動(dòng)高慣性機(jī)器人或定位器,。典型用途包括汽車工業(yè)中的點(diǎn)焊。其他光學(xué)器件可用于產(chǎn)生縱向或橫向于焊接方向的雙點(diǎn),，以試圖幫助穩(wěn)定焊接匙孔,。激光束也可以快速旋轉(zhuǎn)或振蕩，以幫助穩(wěn)定焊接過程,。

保護(hù)氣體和輔助工藝設(shè)備

在激光焊接期間,，使用各種保護(hù)氣體以減輕焊接過程中的潛在問題。如前所述,，通過CO2激光束焊接,，激光束在被匙孔發(fā)出的等離子體中被強(qiáng)烈吸收。因此,，具有高電離能的氣體,，例如He氣，常用于等離子體抑制,。氣體可以與激光束同軸吹入（盡管通常以高速從交互作用區(qū)的側(cè)面喂入,，使得發(fā)射的等離子體實(shí)際上被吹出光路。這也有助于使導(dǎo)致鏡頭損壞的排放和飛濺發(fā)生偏轉(zhuǎn),。特別是當(dāng)用易于產(chǎn)生飛濺的高亮度激光器焊接時(shí),，可能需要額外的氣體來保護(hù)鏡頭，并且則使用高流速的氣刀,。最后,，考慮焊接的材料，可以使用額外的工藝保護(hù)氣體來幫助防止基板在高溫下氧化,。

焦點(diǎn)通常位于基板的頂部表面上,，但是有時(shí)它位于表面下方幾毫米處，從而在焊接厚截面材料,，產(chǎn)生更深的焊透,。激光束腰，其描述了光束在名義上聚焦并且輻射能量密度相對(duì)恒定的長度,。它隨焦距增加而增加,，并且還將影響焊接過程,。

選擇行進(jìn)速度和功率以實(shí)現(xiàn)所需的焊透，同時(shí)保持堅(jiān)固的匙孔和足夠的焊接質(zhì)量,。它們受到所有上述過程變量的影響,，并且還受到材料特性，特別是熱擴(kuò)散性的強(qiáng)烈影響,。該材料還影響熔合區(qū)的機(jī)械性能,，并且有時(shí)可將填充材料添加到熔池中以補(bǔ)償揮發(fā)的合金元素。在對(duì)接接頭中,，接頭中的間隙可以允許激光束穿過而不被吸收并轉(zhuǎn)換成熱量,。因此通常使用填充材料來補(bǔ)償間隙,。填充材料也用于補(bǔ)償搭接接頭中的間隙,。此時(shí)，間隙會(huì)導(dǎo)致咬邊,。

除了傳統(tǒng)電弧焊接的典型安全考慮因素,，激光焊接還存在其他危險(xiǎn)。在可行的情況下,，焊接過程完全封閉在互鎖的不透光外殼內(nèi),。對(duì)于近紅外激光束尤其如此，它可被人眼聚焦,，并產(chǎn)生特別的危險(xiǎn),。

本文僅討論了激光的最基本方面，以及與后續(xù)探討的激光電弧復(fù)合焊主題密切相關(guān)的知識(shí)背景,。

激光焊的優(yōu)勢(shì)

激光焊接工藝與傳統(tǒng)的電弧焊接技術(shù)相比,，具有許多潛在的優(yōu)勢(shì)。通過匙孔模式進(jìn)行深熔焊接,，可以通過單個(gè)焊道焊接焊接極厚的基板,，從而減少缺陷的概率。在單次通過中焊截面焊接的能力,，也會(huì)對(duì)所需消耗品的數(shù)量產(chǎn)生積極影響,，并相應(yīng)地減少有害排放。精確控制的光束能量可實(shí)現(xiàn)低熱輸入,，從而顯著降低失真,。低熱還可以導(dǎo)致熱影響區(qū)和熔合區(qū)中的材料的冶金微觀結(jié)構(gòu)得以改善。這可以改善設(shè)計(jì)者直接關(guān)注的機(jī)械性能,，例如疲勞和可成形性,。精確控制的熱量和匙孔模式焊接也可以以電弧過程不可能達(dá)到的速度進(jìn)行焊接（最高10m/min）。作為熱源的激光能量的非接觸特性可以使用掃描系統(tǒng),，該掃描系統(tǒng)能夠比焊接焊槍更快地在空間上移動(dòng)焊接熱源,。

激光焊接的缺點(diǎn)

目前,，高功率激光器及其相關(guān)光學(xué)器件需要比傳統(tǒng)電弧焊設(shè)備顯著更高的資金投入。直到最近,，低的光電轉(zhuǎn)換效率（在燈泵浦Nd：YAG激光器的情況下為1-2％）可能被認(rèn)為是該技術(shù)最大的缺點(diǎn),。當(dāng)然，現(xiàn)在的光纖激光器和直接二極管激光器的光電轉(zhuǎn)換效率提高,，可達(dá)30％,，并減輕了激光焊接的這個(gè)缺點(diǎn)。

另外,，對(duì)焊接接頭的固定要求較高,，必須限制間隙或必須添加更多的材料以確保充分的熔合。由高速激光焊接相關(guān)的快速冷卻速率,，可導(dǎo)致中心線裂紋,、熱裂紋、液化裂紋或形成脆性和非延性固化微觀結(jié)構(gòu),。安全問題的要求增加,，尤其是Nd：YAG、光纖激光器和直接半導(dǎo)體激光器對(duì)眼睛的安全性,，會(huì)增加實(shí)施的復(fù)雜性和成本,。安全問題也使得在便攜式或手動(dòng)操作中使用激光焊接技術(shù)，難以實(shí)施,。飛濺可能發(fā)生在高的光束輻射能量密度情況下,，并可能損壞昂貴的光學(xué)元件。