图6：摆动幅度对焊缝横截面的影响

　　对于电气触点的叠焊，可以通过增加接触面积来降低电阻，同时要控制焊接深度和热输入。在异种材料例如铜和铝的叠焊中，可以通过控制焊接深度来控制材料的熔合比。通过下层金属板的浅层熔融，可以将熔融材料的量减至最小，并且可以通过控制稀释率来减少金属间化合物。

▲ 脉冲，连续或两者同时？

　　过去几年内，脉冲持续时间为几毫秒的长脉冲光纤激光器被推向市场。它们在广泛的应用中取代了传统的闪光灯泵浦Nd：YAG激光器。这类激光器包括平均功率为250W而峰值功率高达2.5kW的单模激光器。先前提到了铜的脉冲焊接问题，重要的是需要克服脉冲开始时吸收较弱的问题，以及随后由吸收率和热传导的突然变化所引起的能量输入控制。

　　通过使用单模激光器减小光斑尺寸，可以绕过吸收率问题，但同时，集中的能量输入一方面会导致产生小而弱的焊点，另一方面则会导致熔体过热。这个问题的解决方案和连续激光器所用的工艺一样简单，可以在准连续(QCW)激光器上使用相同的摆动技术。

　　高频光束运动使得激光光束在相对较短的脉冲时间内移动相对较长的距离。这意味着在一个脉冲期间实现了准连续焊接，例如，在600Hz摆动频率下的20ms长的脉冲实现由十二个旋转的光束组成的圆形焊点或短线焊。通过向线性焊缝逐个添加脉冲能够使铜焊接具有高焊接质量、低平均功率以及相应的低投资成本。各个脉冲之间的凝固和重熔不会产生诸如气孔、强烈的飞溅或不均匀的焊透深度等焊接缺陷。摆动直径确定了焊缝尺寸和焊缝深度。除此之外，热输入要小得多，因此采用脉冲光纤激光器很容易对关键电气元件进行焊接。

总结

实验表明，高亮度光纤激光器能够攻克铜焊接应用中的所有已知问题。高功率密度可实现匙孔的瞬时耦合和形成，即使在1070nm波长下也能够实现稳定性和高吸收率。通过高动态的光束摆动，焊接过程非常稳定，从而减少或避免气孔和飞溅现象，最终产生高质量的焊缝。

　　为光束摆动设置的工艺参数能够使焊接几何形状得到可控设计，从而在深熔焊工艺中产生非常浅的焊缝。使用长脉冲准连续光纤激光器，甚至可以在单个脉冲内通过光束高速动态运动完成点焊。以这种方式，可以在非常低的平均功率下通过逐个增加脉冲来打造高质量的焊缝。