要進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以上的激光稱為高功率激光。當然，激光類型不同，其高功率的界限實際上會有所不同。自上世紀90年代以來，激光技術有了快速發(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現。 在現有的激光器類型中，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，通過對CO2分子的激勵而發(fā)出激光，激光波長為10.6μm。由于氣體介質在諧振腔內的分布均勻性好，所以容易獲得近衍射極限的高斯光束。CO2激光器按照結構可細分為多種類型，其中快速軸流型、橫流型和擴散冷卻型是市場上高功率CO2激光器的三大類型。這其中又以擴散冷卻型的可達激光束質量最高，以快速軸流型的輸出功率最高（可達20kW以上）。市場上高功率的固體激光器主要有3類， 即Nd:YAG激光、光纖激光和半導體激光， 它們輸出激光的波長均在1μm左右。半導體激光因受限于其工作機理而只能獲得光束質 量較差的激光， 即激光的發(fā)散角大、方向性差。所以半導體激光主要用 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6kW。在其基礎上發(fā)展起來的盤片式激光器輸出功率可達8kW， 電光轉換效率達20%以上。光纖激光 是近幾年來得到快速發(fā)展的固體激光器，其激光器結構獨特并且創(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25kW以上的高 質量光束。因結構緊湊、 維護簡單、運行可靠， 已表現出良好的應用勢頭， 在相當多的領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 目前，常見的激光焊接技術，即純激光焊接、激光填絲焊接和激光電弧復合焊接，也是高功率激光焊接的主要焊接技術方法。 純激光焊接時因沒有填充金屬，對焊接件接頭間隙有相當高的要求，要求間隙小、避免大的錯邊，所以厚板單道激光對接焊時一般較少采用純激光焊，以避免出現過大的焊縫表面凹陷。激光填絲焊則因填充金屬加入而使其對間隙有一定的容忍度。激光電弧復合焊，這里一般指激光-熔化極電弧復合焊，則因為熔化極的高效率熔化而進一步提高了間隙容忍度。同時電弧熱源的加入，使焊接過程熱循環(huán)的變化更豐富。這3種高功率冀州激光焊接技術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合焊原理示意圖中電弧是旁軸式的，通常還會有同軸復合方式。焊縫橫截面形狀上可以發(fā)現，純激光和激光填絲焊的焊縫截面形狀是相近的，而激光電弧復合焊的焊縫橫截面形狀結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)。 有研究對埋弧焊、激光填絲焊和激光電弧復合焊在焊接速度、一次可焊厚度、間隙容忍度、變形、金相和疲勞性能等方面進行了比較。研究表明，激光電弧復合焊具有最優(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數量級，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，激光電弧復合焊既有高的焊接生產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。