Лазерний зварювальний апарат широко використовується, але в процесі зварювання часто супроводжуються такі дефекти зварювання, як тріщини, пористість зварювання та розбризкування. Багато досліджень було проведено в країні та за кордоном. Вони поєднують лазерне зварювання з коливальним, імпульсним та іншими методами. Вивчаючи принцип, вони також надають значення поєднанню з промисловим обладнанням і активно використовують нові продукти для просування власних досліджень. Дослідження має високу практичність.
Вітчизняні дослідження в основному зосереджені на тому, як вирішити дефекти лазерних зварювальних з'єднань, а також детально вивчений механізм утворення дефектів зварювання. Багато дослідницьких груп вивчали проблеми розпилення розплавленого шару та ефекту поглинання Френеля за допомогою імітаційного аналізу та скануючого електронного мікроскопа. Лазерне опромінення високої потужності на робочій поверхні змушує матеріал швидко випаровуватися і виробляти замкову щілину, тому якість зварювання визначається ефектом поглинання Френеля розплавленого басейну та замкової щілини.
Дефекти зварювання утворюються в процесі лазерного зварювання, як показано на малюнку - це дефект пористості, отриманий лазерним зварюванням оцинкованої високоміцної сталі DP780. Пен Наньсян з Університету Хунань вивчав поглинання замкової щілини та Френеля лазерним зварюванням глибокого проникнення. Встановлено, що розподіл загальної щільності потужності поглинання Френеля є нерівномірним через багаторазове відбиття лазера в замковій скважині. Щільність стінки отвору біля дна замкової щілини більша, ніж щільність верхнього отвору, і важливим фактором, що впливає на розподіл щільності, є лазерне відбиття.
Метод лазерного зварювання з одним фокусом все ще має деякі обмеження. Наприклад, неможливо контролювати температурний цикл під час зварювання, а при зварюванні матеріалів з високою термочутливістю всередині зварного шва легко з’являються тріщини. З метою стабілізації процесу зварювання багато вчених вивчали лазерне зварювання з подвійним фокусом. Панг Шенюн та інші з Науково-технічного університету Хуачжун вивчали стійкість замкової щілини та течію в розплавленому басейні алюмінієвого сплаву в режимі послідовного розташування подвійного фокусу лазера.
Створена модель зв'язку перехідного розплавленого басейну та внутрішнього потоку двофокусного лазерного зварювання з алюмінієвого сплаву. Модель джерела тепла була встановлена методом трасування променів, і були розглянуті ефекти ефекту поглинання Френеля, сили віддачі пари та внутрішнього потоку розплавленого басейну. Результати показують, що лазерне зварювання з подвійним фокусом є більш стабільним і керованим, а коливання замкової щілини очевидно слабкіше, ніж при одноразовому лазерному зварюванні.
Порівняно із зарубіжними країнами, вітчизняні дослідження щодо зміни форми променя лазерного променя менші, більшість із них зосереджені на зміні кількості лазерного променя, але дослідження дефектів лазерного зварювання. Іноземні дослідницькі групи намагаються використовувати нові оптичні компоненти для вивчення механізму утворення замкової щілини та розплавленого басейну.
Деякі зарубіжні вчені також випробували нові технології для поліпшення дефектів лазерного зварювання, такі як використання коливань пучка або лазерної модуляції потужності для зменшення дефектів. Volppj та ін. Прийнято нещодавно розроблений мультифокальний оптичний елемент, що формує пучок, який може генерувати багатопроменевий лазер талії в осьовому напрямку та модифікувати вхідну енергію в замкову щілину в додатковій зоні для пояснення механізму утворення бризок та оцінки потенціалу осьового формування пучка для придушення дефектів при лазерному зварюванні глибоким проникненням. Результати показують, що при високоінтенсивному опроміненні світлом кількість бризок можна ефективно зменшити, уникнути обвалення замкової щілини, забезпечити достатню кількість енергії у верхній ділянці замкової щілини та розбризкування рідини.
