此文系激光刻章机、激光雕刻机专业研发制造企业的专家，根据自己多年对激光焊接技术的关注所写文章。希望能对广大接触激光焊接技术的朋友有所帮助。

　　目前竞争激烈的汽车市场中有着对速度的急切需求。而从消费者方面来说，他们更为关心的是马力。然而，在制造业中，速度就是生产量和生产率的全部。美国汽车制造商们由于众多的原因，包括了车身设计，认知品质还有拥有成本等，正在逐步失去其市场份额。  

　　下面将详细的介绍气体的选择对许多方面的影响，这些方面包括了激光光束相互作用，防护效率，焊珠性能，以及用来传输标准的气体混合物和流量的设备。 混合的激光加工技术将一个二级能源合并到焊接池区域。混合加工技术使得激光焊接的优势得到具体化，这些优势包括了焊接速度得到提高，热影响区域受到限制，焊接的接缝变窄同时具有精良的焊道外形。GMAW作为二次能源，它提高了总体的加工能量效率，降低了装备成本的同时还提高了焊接缝隙的能力，此外，它降低了冷却速率，同时改善了铝的能量耦合效率。

　　其次，尽管设备更加复杂，但是通过减小进行焊接所需要的谐振腔的尺寸，GMAW的供能成本就降低了，从而降低了整个机器的成本。根据所要的结果可以决定GMAW焊丝进给位置在激光光束之前或之后。利用拖尾式的GMAW焊丝进给方式可以实现较高的焊接速度。GMAW焊丝被送入激光产生的熔融焊池中，这样熔融焊丝所需要加入的二次能量就降低了。 此外，当填充焊丝到达尾部时，GMAW的电弧产生等离子体，蒸发了基底材料，从而在焊接池的前边缘处产生了凹陷。在熔融的焊接池内的此凹陷降低了激光光束必须穿透的总深度，从而改善了穿透性能。已有资料很好的证明了，从匙孔或者焊接区域排出的蒸汽粒子会导致激光光束的衰减（散射和吸收），从而降低与基底材料耦合的光束能量。1激光光束的散射和吸收降低了焊接的速度和深度。2胶层决定了粒子越大，衰减效应就越严重。

　　氦保护气体带来最小的平均蒸汽粒子大小。这说明了对CO2 或 YAG激光焊接来说，纯氦是控制粒子大小的最佳选择。我们必须承认，氦气与氩气相比，确实有比较高的电离率和较低的等离子体形成电压，但是它的分子重量较小。因此，氦保护气需要较大的流速，以保证有效的将激光光束路径上的金属蒸汽排出。由于氦气的单位成本高于氩气，因此，这就增加了焊接过程中平均每英尺成本。为了优化保护气体以实现抑制等离子体，排出蒸汽粒子以及降低单位成本，我们考虑使用高达 40-50%的氩气混合气体。比重越高，混合气体所需要用来排出蒸汽粒子的流速就越小。混合气体还在焊接池固化过程中提供了更长时间的惰性气氛，从而使焊接速度更大。它还降低了捕获气体的量，从而减轻了由于多孔性而带来的报废率。

　　其次，固化率的降低促进了晶粒的生长和内部应力的减轻，这就增加了疲劳强度。由于纵横比（焊缝深度/宽度）较高和随后的应力所产生的焊接裂缝都几乎被清除了，这是因为GMAW填充金属的加入导致了焊接面宽度增加。

　　在混合气体中，适当的添加少量的二氧化碳和/或氧气，或将它们作为GMAW过程的二次保护气体，能够进一步的提高焊珠的性能。氦-氩混合气体易于产生更高的电弧电压，相应的得到的焊珠外形更宽，电弧稳定性也更高。因此，可以加入3-10%的二氧化碳来稳定传递和收缩电弧。在一些情况下，可以加入1-5%的氧气来实现优质的电弧稳定性，同时在焊接边缘实现更好的连接（浸湿）。与二氧化碳混合气体相比，氧气由于电离率较低，热导率性能较高，易于提供宽而浅的穿透分布。  

　　另一方面，氦气一般是通过高压Tube Trailer或者钢瓶组来供给的。现场的混合需要一个混合系统，它能够准确的调节从0-100%的微小成分。总的质量系统可以通过在混合器的出口放置一个分析仪来实现监控，一旦混合比超出误差范围，就会报警。已有软件和报警系统可以将这种信息传至桌面电脑，或者通过传真或电子邮件送至更远的地方。

　　合理设计的混合激光气体传送系统使用户能够实现更高的焊接速度，相应的得到更高的生产率。关注保护气体的参数，如类型，流量，与冲击角度，将提高焊接质量，降低光束吸收和散射效果。不断发展辅助焊接技术，将一些方法如GMAW和激光技术相结合，使得用户能够发挥出两项技术的优势，并且从中受益。
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