Máy hàn laser được sử dụng rộng rãi, nhưng các khuyết tật hàn như vết nứt, rỗ hàn và bắn tung tóe thường đi kèm trong quá trình hàn. Rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trong và ngoài nước. Họ kết hợp hàn laser với dao động, xung và các phương pháp khác. Trong khi nghiên cứu nguyên lý, họ cũng coi trọng sự kết hợp với các thiết bị công nghiệp, và tích cực sử dụng các sản phẩm mới để thúc đẩy nghiên cứu của riêng mình. Nghiên cứu có tính thực tiễn cao.
Nghiên cứu trong nước chủ yếu tập trung vào cách giải quyết các khuyết tật của các mối hàn bằng tia laser, và cơ chế hình thành của các khuyết tật hàn cũng được nghiên cứu chi tiết. Nhiều nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu các vấn đề của hồ bơi nóng chảy spatter và hiệu ứng hấp thụ Fresnel bằng phương pháp phân tích mô phỏng và kính hiển vi điện tử quét. Việc chiếu tia laser công suất cao lên bề mặt làm việc làm cho vật liệu bốc hơi nhanh chóng và tạo ra lỗ khóa, do đó chất lượng hàn được xác định bởi hiệu ứng hấp thụ Fresnel của bể nóng chảy và lỗ khóa.
Các khuyết tật hàn được tạo ra trong quá trình hàn laser, như trong hình là khuyết tật về độ rỗng được tạo ra bởi thép cường độ cao DP780 mạ kẽm hàn laser. Peng Nanxiang của Đại học Hồ Nam đã nghiên cứu lỗ khóa và sự hấp thụ Fresnel của hàn xuyên sâu bằng laser. Người ta thấy rằng sự phân bố tổng mật độ công suất của hấp thụ Fresnel là không đồng đều do sự phản xạ nhiều lần của tia laser trong lỗ khóa. Mật độ của thành lỗ gần đáy lỗ khóa lớn hơn mật độ của lỗ trên và yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phân bố mật độ là phản xạ tia laze.
Phương pháp hàn laser đơn tiêu điểm vẫn còn một số hạn chế. Ví dụ, không thể kiểm soát chu kỳ nhiệt độ trong quá trình hàn, và khi hàn vật liệu có độ nhạy nhiệt cao, bên trong mối hàn dễ xuất hiện các vết nứt. Để ổn định quá trình hàn, nhiều học giả đã nghiên cứu về phương pháp hàn laser tiêu điểm kép. Pang Shengyong và những người khác từ Đại học Khoa học và Công nghệ Huazhong đã nghiên cứu tính ổn định của lỗ khóa và dòng chảy trong bể nóng chảy của hợp kim nhôm theo phương thức sắp xếp nối tiếp tiêu điểm kép bằng laser.
Mô hình kết hợp của vũng nóng chảy thoáng qua và dòng chảy bên trong của hàn laser tiêu điểm kép hợp kim nhôm được thiết lập. Mô hình nguồn nhiệt được thiết lập bằng phương pháp dò tia, và các ảnh hưởng của hiệu ứng hấp thụ Fresnel, lực giật hơi và dòng chảy bên trong của bể nóng chảy đã được xem xét. Kết quả cho thấy rằng hàn laser tiêu điểm kép ổn định hơn và có thể kiểm soát được, và sự dao động của lỗ khóa rõ ràng là yếu hơn so với hàn laser đơn.
So với nước ngoài, các nghiên cứu trong nước về sự thay đổi hình dạng chùm tia laze ít hơn, phần lớn tập trung vào sự thay đổi số lượng tia laze, nhưng nghiên cứu về các khuyết tật hàn laze. Các nhóm nghiên cứu nước ngoài cố gắng sử dụng các thành phần quang học mới để khám phá cơ chế hình thành của sự sụp đổ lỗ khóa và hiện tượng văng hồ bơi nóng chảy.
Một số học giả nước ngoài cũng đã thử công nghệ mới để cải thiện các khuyết tật của hàn laser, chẳng hạn như sử dụng dao động chùm tia hoặc điều chế công suất laser để giảm sự xuất hiện của các khuyết tật. Volppj và cộng sự. Đã áp dụng một phần tử quang học tạo chùm tia đa tiêu điểm mới được phát triển, có thể tạo ra tia laser eo đa tia theo hướng trục và sửa đổi năng lượng đầu vào trong lỗ khóa trong khu vực bổ sung để giải thích cơ chế hình thành tia tán xạ và đánh giá tiềm năng hình thành chùm tia dọc để loại bỏ các khuyết tật trong hàn xuyên sâu bằng laser. Kết quả cho thấy dưới bức xạ ánh sáng cường độ cao, lượng bắn ra có thể được giảm thiểu một cách hiệu quả, có thể tránh được sự sụp đổ của lỗ khóa, đảm bảo đủ năng lượng đầu vào ở phần lỗ khóa phía trên và có thể giảm sự bắn tung tóe của chất lỏng.
