1.等離子體屏蔽效應(yīng)

高功率密度激光束與物質(zhì)相互作用時(shí)，一旦溫度超過材料的沸點(diǎn)，就會在熔池表面產(chǎn)生高壓蒸氣;在后繼激光的作用下，當(dāng)金屬蒸氣溫度足夠高時(shí)，會產(chǎn)生光致等離子體(云)。在高功率激光焊接過程中，表現(xiàn)為激光與金屬相互作用，不斷產(chǎn)生金屬蒸氣和等離子體。另一方面，焊接時(shí)保護(hù)氣體(如Ar)的電離電位較低，在強(qiáng)激光照射下也會產(chǎn)生等離子體。這就使得焊接上方的等離子云更進(jìn)- - 步加強(qiáng)，這些等離子體對CO2激光有強(qiáng)烈的吸收和散射作用，會屏蔽后繼激光，導(dǎo)致激光熔池中的激光能量減少，嚴(yán)重時(shí)還會導(dǎo)致熔池中不能產(chǎn)生小孔效應(yīng)，從而使焊接熔池減小，這就是所謂等離子體屏蔽效應(yīng)。等離子體屏蔽對激光深穿透焊接影響極大，必須加以抑制，這將在后面專講到。

2.壁聚焦效應(yīng)

當(dāng)小孔形成后，進(jìn)人小孔的激光束與小孔的壁面相互作用時(shí)，因不能被壁面完全吸收，故必有部分激光被壁面反射至小孔深處的某處重新會聚起來，這現(xiàn)象被稱為璧聚焦效應(yīng)。從圖中可看到孔的尖端底部向著工件移動(dòng)的方向彎曲，這是由于光從孔的前方壁面反射造成的。光在孔內(nèi)每反射和聚焦一次， 其能量就減少部分， 直到激光能量在小孔深處基本衰減完，小孔深度也不再增大。

3.凈化效應(yīng)

金屬內(nèi)部往往存在著有害雜質(zhì)或夾雜物，如P、 s、0、N以及非金屬夾雜物等，它們或者固溶在金屬基體中，或者獨(dú)立存在于金屬基體中。當(dāng)這些元素或夾雜物存在時(shí)，波長為10. 6pμm的CO2激光對非金屬的吸收率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對金屬的吸收率。當(dāng)非金屬雜質(zhì)和金屬同時(shí)受到激光照射時(shí)，由于非金屬吸收率大，它將吸收較多的激光能量，使其溫度迅速上升而汽化，逸出熔池;當(dāng)雜質(zhì)元素固溶在金屬基體中時(shí)，由于這些非金屬雜質(zhì)元素的沸點(diǎn)低，蒸氣壓高，故也很容易從熔池中逸出。上述兩種作用的結(jié)果使焊縫中有害元素的雜質(zhì)減少了。這時(shí)對金屬的性能，特別是對其塑性和韌性的改善是很有利的。激光對焊縫金屬的這種凈化現(xiàn)象稱為凈化效應(yīng)。

激光深穿透焊接與常規(guī)電弧焊相比具有焊縫窄、熱影響區(qū)小、穿透深度深、焊縫深寬比大(可大于10) 等優(yōu)點(diǎn)。激光深穿透焊接另電子束焊接相比具有不需要真空、能在大氣中進(jìn)行、環(huán)境干凈和不產(chǎn)生X射線輻射等優(yōu)點(diǎn)。