材料特性如何影響焊接品質?不鏽鋼、鋁、銅材雷射焊接差異

材料特性如何影響焊接品質?不鏽鋼、鋁、銅材雷射焊接差異
在上一篇文章中,我們談到不同焊接方式(雷射焊接、TIG、MIG)該如何依工件與產線需求選擇。但在實務現場,真正決定焊接穩定度與品質的,往往不是焊接方式本身,而是材料特性。
 

一、不同金屬的焊接特性為什麼差這麼多?

焊接品質的核心,來自三個材料特性:
 
導熱性
導熱越快,熱量越容易被帶走,熔池越難穩定形成;導熱慢,則容易造成局部過熱與變形。
 
雷射吸收與反射率
高反射金屬會讓雷射能量被反彈,實際進入材料的能量降低,導致焊深不足或不連續。
 
材料冶金行為
包含熔點、合金成分、氣體溶解性,這些都會影響是否容易產生氣孔、裂紋或焊後脆化。

 
正因為這三項條件不同,不鏽鋼、鋁與銅在雷射焊接時,才會呈現出「看起來差不多,實際差很多」的結果。

二、不鏽鋼:最適合雷射焊接的材料

不鏽鋼對雷射的吸收率高,導熱性中等,能讓雷射能量穩定集中於焊接區域,形成可控的熔池。這使得雷射焊接在不鏽鋼應用上,能同時兼顧焊深、外觀與穩定性。

實務上的優勢包括:
  • 熱影響區小,焊後變形低
  • 焊縫外觀平整,後處理需求少
  • 薄板(0.5–2mm)焊接特別穩定
  • 適合高速焊接與大量生產
也因此,不鏽鋼相關產業(鈑金、設備外殼、食品機械、醫療設備)往往是最早導入雷射焊接的族群。

需要注意的反而是細節管理,例如表面油污、氧化層、夾治具穩定度,這些都會影響最終焊縫一致性。

材料特性如何影響焊接品質?不鏽鋼、鋁、銅材雷射焊接差異

三、鋁合金:導熱高、熔池易縮孔,焊接難度大


相較於不鏽鋼,鋁合金是工程端最常「卡關」的材料之一。
鋁的最大特性在於導熱極快、反射率高。雷射能量一進入材料,立刻被大量擴散,熔池不易維持穩定;同時,鋁合金中氣體溶解度高,容易在凝固時形成氣孔或縮孔。

在雷射焊接鋁材時,常見的挑戰包含:
  • 焊接初期容易燒穿
  • 熔深忽深忽淺,焊道不連續
  • 焊後變形明顯
  • 特定鋁合金(如 6 系列)氣孔問題嚴重
這並不代表鋁不能用雷射焊接,而是對設備穩定度、功率控制、夾治具與焊接策略要求更高。許多成功案例,會搭配更高功率雷射、填絲焊接、背板散熱或特殊焊接節奏來改善熔池行為。

四、銅材:高導熱的「難焊金屬」

銅對紅外雷射的反射率極高,再加上超高導熱性,會同時產生兩個問題:

一是雷射能量難以被吸收;二是即使吸收,也迅速被導走,導致焊深不足。

常見的焊接風險包括:

  • 焊道不連續
  • 熔池不穩、飛濺多
  • 焊深不足,外觀看似焊上但結構強度不足
因此,銅材雷射焊接高度依賴:
  • 高功率、穩定的雷射源
  • 良好的光束品質
  • 精準的焦點與焊接路徑控制
  • 經驗累積的參數調整能力



材料特性如何影響焊接品質?不鏽鋼、鋁、銅材雷射焊接差異

五、不同金屬需要不同焊接策略,新銲易能協助你找到最穩定的解決方案

焊接品質的關鍵,不在於是否使用雷射,而在於是否理解材料行為。

真正穩定的焊接製程,必須同時考量:
 
  • 材料導熱與反射特性
  • 焊接功率與速度配置
  • 夾治具與散熱設計
  • 焊接模式與路徑策略
  • 設備長時間運作的穩定度
這也是為什麼在實務上,企業需要的不只是設備,而是一個能「看懂材料、看懂產線」的合作夥伴。

對新銲易而言,好的焊接方案不是「焊得上」,而是能在實際產線中長期穩定運作、品質一致。

材料特性如何影響焊接品質?不鏽鋼、鋁、銅材雷射焊接差異

六、FAQ|材料與雷射焊接常見問題

Q1:不鏽鋼是不是一定適合雷射焊接?
大多數情況下是的,但仍需注意厚度、表面狀況與夾治具穩定度。

Q2:鋁材焊接氣孔問題可以完全避免嗎?
完全避免較困難,但可透過設備、參數與工藝策略大幅降低發生率。

Q3:銅材雷射焊接是否一定需要高功率設備?
多數情況需要,尤其在要求焊深與結構強度時。

Q4:新銲易是否能協助不同材料的焊接評估與打樣?
可以,新銲易可依材料與產品需求,提供實際焊接評估與建議。