1樓：楊必宇
隨著厚度增加，焊接應力會增大，但不是線性的，開始時增加得快，逐漸增加得慢，厚度到一定程度則影響不大了。鐳射焊接增大。焊接應力是增大的。
因為厚的板材抗變形能力增加，所以變形小，變形小應力就大。
舉個簡單的例子：ab兩個人扳手腕，如果b屈服了（變形了），那麼a就贏了，力氣用掉了。如果大家都很倔強，一直都不屈服與對方，這股力就一直持續著。
2樓：匿名使用者
鐳射焊接和板材的厚度沒有關係。鐳射焊接的深度與材料的效能有關係，當然也包括材料厚度，焊接碳鋼，和鈦材肯定不可能選用同樣的引數。
所以建議你去些專業論壇去了解下，鐳射焊接，與鐳射的功率，頻率，時間，鐳射的孔徑都有關係，當然與被焊材料也有關係！對於工業製造中涉及的板材，不同工業領域、不同材料對板厚的劃分實際上有所不同。我們在此粗略地把板厚在6～20mm之間的板材稱為中厚板，板厚在20mm以上的則稱為厚板。
採用鐳射焊接的中厚板焊縫通常具有長度長、形狀規則、低變形要求等特點。
高功率鐳射焊接技術
1 高功率鐳射器及其功率
要進行高功率鐳射焊接自然首先需要有高功率鐳射。通常我們把輸出功率在1kw以上的鐳射稱為高功率鐳射。當然，鐳射型別不同，其高功率的界限實際上會有所不同。
自上世紀90年代以來，鐳射技術有了快速發展，商用鐳射器的輸出功率不斷提高，從而使高功率鐳射焊接得以實現。
在現有的鐳射器型別中，二氧化碳（co2）鐳射器和固體鐳射器是目前主要的2種高功率鐳射器。
co2鐳射器為氣體鐳射器，以he:n2:co2混合氣體為鐳射工作氣體，通過對co2分子的激勵而發出鐳射，鐳射波長為10.
6μm。由於氣體介質在諧振腔內的分佈均勻性好，所以容易獲得近衍射極限的高斯光束。co2鐳射器按照結構可細分為多種型別，其中快速軸流型、橫流型和擴散冷卻型是市場上高功率co2鐳射器的三大型別。
這其中又以擴散冷卻型的可達鐳射束質量最高，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鐳射器主要有3類，即nd:yag鐳射、光纖鐳射和半導體鐳射，它們輸出鐳射的波長均在1μm左右。半導體鐳射因受限於其工作機理而只能獲得光束質量較差的鐳射，即鐳射的發散角大、方向性差。
所以半導體鐳射主要用於堆焊（表面熔敷）、釺焊和淺熔深焊接。nd:yag鐳射的最大輸出功率已達6kw。
在其基礎上發展起來的碟片式鐳射器輸出功率可達8kw，電光轉換效率達20%以上。光纖鐳射是近幾年來得到快速發展的固體鐳射器，其鐳射器結構獨特並且創新。光纖鐳射以雙包層光纖為諧振腔，以二極體鐳射為泵浦源，其多模狀態下可輸出鐳射功率達25kw以上的高質量光束。
因結構緊湊、維護簡單、執行可靠，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的nd:yag鐳射和co2鐳射器。
2 主要鐳射焊接技術
目前，常見的鐳射焊接技術，即純鐳射焊接、鐳射填絲焊接和鐳射電弧複合焊接，也是高功率鐳射焊接的主要焊接技術方法。
純鐳射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，所以厚板單道鐳射對接焊時一般較少採用純鐳射焊，以避免出現過大的焊縫表面凹陷。鐳射填絲焊則因填充金屬加入而使其對間隙有一定的容忍度。鐳射電弧複合焊，這裡一般指鐳射-熔化極電弧複合焊，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，使焊接過程熱迴圈的變化更豐富。圖1顯示的是這3種高功率鐳射焊接技術的原理和典型焊接接頭橫截面形狀。其中所給的鐳射電弧複合焊原理示意圖中電弧是旁軸式的，通常還會有同軸複合方式。
從圖中焊縫橫截面形狀上可以發現，純鐳射和鐳射填絲焊的焊縫截面形狀是相近的，而鐳射電弧複合焊的焊縫橫截面形狀結合了熔化極電弧焊和鐳射深熔焊的熔深特徵，其上部為熔化極電弧形成的上寬下窄的倒三角熔深，下半部為鐳射束形成的窄而深的熔化區。
有研究對埋弧焊、鐳射填絲焊和鐳射電弧複合焊在焊接速度、一次可焊厚度、間隙容忍度、變形、金相和疲勞效能等方面進行了比較。研究表明，鐳射電弧複合焊具有最優的綜合效能，即其焊接速度最高、接頭疲勞效能最優，一次可焊板厚大於埋弧焊，並與純鐳射焊接相同；焊接變形比埋弧焊小一個數量級，與鐳射填絲焊的接近；其間隙容忍度介於鐳射填絲和埋弧焊之間。由此可以看到，鐳射電弧複合焊既有高的焊接生產率又有較高的間隙容忍度，是中厚板和厚板鐳射焊接的優選焊接方法。
中厚板的鐳射焊接
中厚板在多個工業領域得到使用，如船舶製造、石油天然氣輸送、大型裝備製造等。中厚板的鐳射焊接國內外已開展了不少工作（圖2）。
1 船用鋼
我國船舶工業近年來的飛速發展已經引起了日韓的充分警覺，在其制訂的戰略目標中都有針對未來中國船舶工業發展的相應對策措施。在這樣一種態勢下，我國船舶工業事實上已開始進入與日、韓戰略性對抗競爭的階段。雖然我國目前已是造船大國，和日韓一起位於世界造船三甲，但我國船舶製造水平與日韓的差距仍然很大，大致相當於上世紀90年代初的世界水平。
我國要想成為造船強國，則必須進一步快速提高自身的船舶製造技術水平。國家已要求造船企業通過引進消化，重點提高模組化舾裝、焊接、切割等船舶建造關鍵技術水平和現代化造船生產管理技術，儘快達到現有國際先進水平。焊接技術是造船的關鍵技術之一，一般焊接工序所耗工時約佔船體建造總工時的30%～40%，焊接成本約佔船體建造總成本的30%～50%。
因此，先進的船舶高效焊接技術對提高船舶的建造效率、降低船舶建造成本、提高船舶建造質量以及提高企業經濟效益起著很大的作用。鑑於鐳射焊接的先進性和高效性，歐美國家率先開展了船舶材料的鐳射焊接研究並獲得了應用。近幾年我國也對此開展了相應的研究。
在船舶製造中會涉及多種鋼材，如ccs-b、a36、ah32等低碳結構鋼，e、e36、10crnimnmo等低合金鋼/微合金化鋼/高強鋼以及不鏽鋼等。根據德國船級社的一個關於船用板co2鐳射焊接的指導檔案，對於船舶結構鋼的化學成分，即碳含量、硫磷雜質含量等提出了建議性要求，通常要求結構鋼的碳含量≤0.12%，硫磷雜質含量應分別小於0.
005%和0.01%。然而我國不少船用結構鋼的硫磷雜質含量往往相對偏高，鑑於材料現狀，上海交通大學鐳射製造實驗室於2023年起開展了多種國內船用鋼中厚板板的鐳射焊接研究。
利用最大輸出功率達15kw的高功率co2鐳射，先採用鐳射填絲焊接（lww）技術實現了8mm sus304不鏽鋼、8mmccs-b鋼、10mm ccs-a36鋼和12mm 10crnimnmo鋼的對接焊以及8mm不鏽鋼板的單邊熔透角焊。使用的鐳射功率基本都在8kw以上。接頭效能測試（圖3）表明，結構鋼和低合金高強鋼的接頭焊縫區因馬氏體的出現使其硬度最大，一般為hv300以上，低合金高強鋼甚至可達hv360以上。
可見焊縫強度必然明顯高於母材。接頭的拉伸效能顯示焊接接頭與母材是等強的，試樣的拉伸斷裂均發生在母材側。對8mmccs-b鋼鐳射填絲焊焊縫進行的室溫charpy缺口衝擊試驗表明，焊縫衝擊效能不低於母材。
在通過工藝優化，適當降低焊接速度和鐳射功率，使焊縫金相組織得到優化，馬氏體成分減少，焊縫硬度值降低，衝擊韌性有所提高。
採用鐳射－mig電弧複合焊接方法實現了8mm sus304不鏽鋼、8mm ccs-b鋼、10mm ccs-a36鋼、15mm 10crnimnmo鋼和16mm e級鋼的對接和/或角接。焊接接頭質量良好。
2 船用鋁合金
隨著對某些船體減重的需求，鋁合金材料在船體中得到了應用。船用鋁合金5083h是目前在船體制造中使用較多的一種鋁合金。將鐳射焊接應用在此類鋁合金材料同樣具有積極的作用。
由於鋁合金對鐳射有高發射率，尤其是co2鐳射，所以鐳射焊接鋁合金時往往要求高的光斑功率密度。採取電弧輔助熱源，對鐳射前方的焊接區域進行預熱，可以提高材料對鐳射的吸收。鐳射與電弧複合焊時電弧可以在鐳射的前面，也可以在其後面。
為避免入射到工件表面的鐳射被反射後按原路返回到鐳射器諧振腔，在實際焊接時將鐳射束相對工件表面法線做微小角度的偏離。試驗中採取鐳射在前、電弧在後的複合熱源排列方式。通過試驗研究和工藝優化，實現了6mm和10mm鋁合金5083h的單道鐳射電弧複合焊接，焊接速度達2m/min以上，焊縫深寬比達1以上，焊接接頭質量符合要求，接頭強度和180°彎曲效能與母材相當或相等。
3 管線鋼
為適應我國經濟發展的需要，石油天然氣的需求量大大增加，因此，石油天然氣輸送管線的鋪設已成為其主要決定因素。管線鋼的焊接成為必然要涉及的問題。採用常規焊接方法已經能實現管線鋼的焊接。
但為了提高焊接效率和接頭質量，國外開展了管線鋼的鐳射焊接研究，研究鐳射焊接熱迴圈條件下接頭的組織效能變化、接頭焊接缺陷情況等。鐳射製造實驗室利用15kw的co2鐳射功率一次焊透15mm厚的管線鋼x52和x70。焊接過程穩定，焊接速度達0.
6m/min，接頭無明顯焊接缺陷，接頭焊縫處和熱影響區的衝擊韌性與母材相近，甚至還有超過。鐳射-電弧複合焊可以有更多的可能來優化工藝，其實際適應性更佳，所以管線鋼的鐳射復合焊方面的研究工作將繼續進一步開展。
4 哈氏合金
在化工、鋼鐵等領域存在著具有一定溫度的較強腐蝕性環境，許多關鍵部件或裝置需要在該環境下工作，如煤化工中的醋酸生產中的反應容器。為了使相應裝備具有優良的耐腐蝕性，哈氏合金（hastelloy）得到了開發和應用。哈氏合金是一種鎳基合金，鉻、鉬等為主要合金元素。
在汽車鍍鋅鋼板生產中的鍍鋅過程需要導電輥，導電輥與一定溫度的鋅液接觸並構成電極。為此要求導電輥外表面具有優異的耐腐蝕效能和高溫穩定性。由此哈氏合金c22被應用到了導電輥的外套製造上。
作為鎳基合金，哈氏合金具有和不鏽鋼類似的焊接性。鎢極氬弧焊、手弧焊、等離子焊、電子束焊、鐳射焊等焊接方法均可採用。哈氏合金具有低熱傳導係數、高線性膨脹係數和熔池液態金屬的高粘度等特點，焊接過程中需避免高熱輸入量。
採用鐳射焊接具有熱輸入量小、熔池流動能力強、熔深大等優點。通過採用合理的鐳射功率和線能量，成功實現了10mm厚的哈氏合金c22純鐳射單道焊接。接頭成形良好，無巨集觀氣孔、裂紋等缺陷。
經過固溶處理，焊接接頭區域具有優良的耐腐蝕效能。國內自主研製的哈氏合金筒已應用到導電輥上並在實際鍍鋅鋼板的生產中得到了考核，耐腐蝕效能優於進口部件。
5 國外研發情況
歐美國家和日本在上世紀末、本世紀初進行了中厚板的鐳射焊接技術研究，利用高功率co2鐳射和nd:yag鐳射也成功實現了20mm以下中厚度板的鐳射單道熔透焊接。
德國的fraunhoferilt研究所利用10kw co2鐳射和熔化極氣保護焊（mag）的複合焊接了12mm厚的eh36船用鋼板、12mm厚的不鏽鋼；通過將鐳射輸出功率提高到15kw焊接了15mm厚的低碳鋼，焊接速度達到1.2m/min。
法國的institutdesoudure研究所採用17kw純co2鐳射，以1.6m/min焊接速度成功焊接了15mm厚的鈦合金ta6v，採用15kwco2鐳射功率、2.6m/min焊接速度和填充焊絲焊接了6mm厚的5086鋁合金。
另外也在12mm厚的c-mn鋼板和15mm的管線鋼上獲得了良好的對接焊接頭。
日本的三菱重工takasagor & dcenter利用高功率nd:yag鐳射開展了相應中厚板的焊接。當採用4.
8kw鐳射輸出功率時sus304不鏽鋼的焊接熔深已達到8mm以上。他們最終採用脈衝形式平均7.6kw的yag鐳射功率和0.
2m/min的焊速一次焊透了20mm的sus304不鏽鋼。
德國的img公司利用美國ipg公司生產的10kw光纖鐳射器，成功地將光纖鐳射應用到了中厚度鋼板的拼板焊接。他們採用鐳射復合焊工藝，分別採用7.8kw和10kw的鐳射功率焊接了6mm和10mm的船用鋼板，焊接速度分別達到3.
2m/min和1.5m/min。
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