直接半導體與光纖激光器的參數(shù)對比
圖1 直接半導體（左）
焊接速度與熔深、熔寬之間的對應(yīng)關(guān)系 
圖1 直接半導體（左）
與光纖激光器（右）光斑對比圖
焊縫表面形態(tài)和焊縫橫截面形貌
圖 2 ，采用半導體激光焊接低碳鋼和不銹鋼，典型的焊縫表面形態(tài)，半導體激光焊接低碳鋼時，表面較不銹鋼的焊縫形貌更寬，魚鱗紋更明顯。
圖2 (a)低碳鋼， (b)不銹鋼
圖 3 ，半導體激光焊接低碳鋼和不銹鋼，典型的焊縫橫截面形貌形態(tài)。可見半導體激光焊接低碳鋼及不銹鋼的焊縫橫截面均不同于傳統(tǒng)的“釘子頭”形形貌，為典型的“U”形焊縫橫截面形貌。
圖3 (a)低碳鋼， (b)不銹鋼
不同功率下焊縫橫截面形貌
隨著功率的增加，焊縫的深度在增加，同時，激光器功率增加也會造成熔寬的增加。
圖4
圖5
半導體激光焊接低碳鋼和不銹鋼焊縫熔深隨焊接速度的變化規(guī)律如圖 5（左）所示?？梢娫摷す夂附觾煞N材料的熔深大體相當，均隨著焊接速度的提高而減小。
激光功率與熔深、熔寬之間的對應(yīng)關(guān)系
圖6
半導體激光焊接低碳鋼和不銹鋼焊縫熔深熔寬隨激光功率的變化規(guī)律如圖 6 所示?？梢婋S著激光功率的增加，該激光焊接兩種材料的熔深也大體相當，均隨著激光功率的增加而增加。
該激光焊接兩種材料的熔寬總體趨勢大體相當，均隨著焊接速度的提高而減小。但相同速度下，焊接低碳鋼的熔寬明顯大于不銹鋼。這與固定激光功率，變化焊接速度的規(guī)律是一致的。由于焊縫上表面激光能量輸入大，冷卻速度相對較慢，焊縫橫截面呈典型的上寬下窄的形貌。其中低碳鋼的熱導率明顯大于不銹鋼，這可能是兩種材料熔寬差異較大的原因。
穿透焊焊縫橫截面
圖7
由于焊接熱影響，熱影響區(qū)晶粒發(fā)生回復和再結(jié)晶，形成晶粒尺寸略大的沿軋制方向的晶粒組織。造成焊縫不同區(qū)域組織的差異主要與凝固過程中的溫度梯度大小有關(guān)，在焊縫中心區(qū)域由于冷卻速度較快，熔池中心溫度梯度小，因此形成細小的等軸枝晶組織，而越靠近熔合線附近，溫度梯度越大，晶粒沿與熔合線方向垂直向焊縫中心生長，形成略微粗大的柱狀晶組織。
接頭顯微硬度分布
圖8
該圖為上述激光焊接橫截面中心區(qū)域的顯微硬度分布?？梢钥闯觯汉缚p的顯微硬度并沒有顯著的差異，其接頭沒有出現(xiàn)明顯的軟化現(xiàn)象。
拉伸試驗
圖9 穿透焊縫拉伸形貌與樣品斷口形貌
圖 9可見拉伸樣品斷于母材，與焊接速度無關(guān)。在掃描電鏡下觀察拉伸樣品的斷口形貌，可發(fā)現(xiàn)斷口由許多細小的韌窩結(jié)構(gòu)，為典型的韌性斷裂。
焊接速度和效果
圖10
由此可以得出：直接半導體激光器的焊接應(yīng)用是一個相對比較新的應(yīng)用，相對光纖激光器而言，直接半導體激光器具有光斑質(zhì)量更均勻，焊接效果更好等優(yōu)點。
