紫铜是工业上应用最多的金属材料之一。近年来,紫铜薄板在仪器仪表、航空航天、核工业等方面的应用越来越多。实现超薄紫铜板高质量的焊接与封装变得十分重要。由于紫铜具有传热快、易氧化等性质,紫铜焊接易产生烧穿、变形、气孔和裂纹等缺陷。激光焊接具有能量密度大、焊接效率高、热影响区小、自动化程度高等优良特性,适合紫铜薄板材料的焊接。首先,本文从理论上分析了激光与物质的相互作用机制,得到了影响焊接质量的主要因素;其次,由于紫铜对激光的反射率很高,因此本文重点研究了紫铜表面的前处理,采用了波长为532nm的纳秒激光器对其进行表面黑化处理,得到了最佳黑化参数如下:激光输出功率为40W、离焦量为0mm、扫描速度为800mm/s、填充宽度为2μm。通过研究发现黑化紫铜对波长为1064nm的激光吸收率高达84.5%。再次,在理论分析的基础上,进行了0.3㎜厚的紫铜薄板搭接焊接试验,重点研究了激光功率、焊接速度和离焦量三个参数对焊缝成形、焊缝表面硬度、抗拉强度等的影响,研究表明当激光功率为500W、焊接速度为4mm/s、离焦量为0时,焊缝表面形貌最好,焊缝处的硬度最大,拉伸强度也最大。最后,本文对比采用了表面黑化和涂敷石墨这两种表面处理方式综合考察对紫铜薄板激光焊接的影响,通过比较发现,表面黑化处理的紫铜激光焊接过程更加稳定,焊缝硬度和抗拉强度更大。与此同时,本文还搭建了一套多功能光纤激光加工系统。该系统主要构成包括:光纤激光器、六轴机器人、多功能加工头、三维柔性焊接工装、CCD(图形传感器)定位系统、气流系统、计算机离线编程系统和随动系统等。该系统主要运用到机器人的空间运动优势和光纤激光柔性传输的特点来实现复杂零件的三维加工,采用了CCD调节光路的方法,大大减少了激光能量的损失。本文通过实践证明了激光焊接紫铜薄板的可行性,发现了表面先黑化,后焊接工艺的优越性。在激光焊接技术迅速发展的今天,紫铜薄板的激光焊接会越来越成熟,相信性能优良的紫铜会得到越来越广泛的应用。