雷射振鏡焊接因其獨特的優勢，在精密加工技術產業中具有相當大的價值，但對於設備、焊接材料特性及加工參數條件也有相當高的要求。本研究探討了異質鋼材脈衝焊接中影響接頭強度的缺陷改善方案，並在治具設計中導入限位設計及氮氣氣流通道，旨在降低焊接過程中由於環境因素所導致的接頭缺陷及失準。
    此外，研究提出透過振鏡擺盪雷射搭配參數來抑制焊縫熱裂紋的發生，該解決方案的核心在於通過調整雷射功率參數及焊接路徑加入弓字型及螺旋線軌跡，並根據材料特性來達到最佳焊接效果。試驗結果顯示，採用此方案能夠實現較為穩定的熔深及焊縫外觀，並且通過壽命測試結果來判定焊接接頭的強度。
    總結來看，本研究提出的缺陷改善方案不僅有助於提升異質鋼材焊接接頭的強度，還能有效地提高焊接質量，減少因環境因素及熱裂紋引起的問題，為精密焊接技術的應用提供有力的支持。

    Laser galvanometer welding holds significant value in the precision manufacturing industry due to its unique advantages. However, it also imposes high demands on equipment, material properties, and processing parameters. This study investigates defect improvement strategies affecting joint strength in pulsed laser welding of dissimilar steel materials. To minimize joint defects and misalignment caused by environmental factors during the welding process, the fixture design incorporates position-limiting features and nitrogen gas flow channels.
    Additionally, the study proposes using oscillating laser paths via a galvanometer to suppress the formation of hot cracks in the weld seam. The core of this solution involves optimizing laser power parameters and incorporating bow-shaped and spiral trajectories based on the material characteristics to achieve optimal welding performance. Experimental results demonstrate that this approach achieves more stable weld penetration and improved weld seam appearance. Furthermore, the joint strength is verified through lifespan testing.
    In conclusion, the defect improvement strategies proposed in this study not only enhance the joint strength of dissimilar steel welds but also improve overall welding quality. This effectively mitigates issues caused by environmental factors and hot cracking, providing strong support for the application of precision laser welding technology.

目錄
圖目錄	vii
表目錄	viiii
第一章  諸論	1
1.1 前言	1
1.2 實習機構簡介	1
1.2.1 公司簡介	1
1.2.2 主要產品及市場概況	2
1.3實習內容概述	4
1.4實習心得及自我期許	5
第二章  研究背景	6
2.1雷射振鏡加工技術發展	6
2.2雷射振鏡焊接原理	6
2.3文獻回顧與探討	8
2.4研究目的	11
第三章  雷射焊接製程	12
3.1雷射焊接設備	12
3.1.1振鏡掃瞄系統	13
3.1.2視覺對位系統	15
3.2異質鋼材雷射脈衝焊接	16
3.2.1焊接材料	16
3.2.2脈衝焊接原理	19
3.2.3焊接方法	19
3.2.4保護氣體	21
3.3焊接用治具	22
3.3.1治具設計	22
3.3.2同軸吹氣裝置	25
3.3.3側吹氮氣治具	27
3.4焊接缺陷檢視	28
3.4.1熱裂紋	28
3.4.2焊縫焦黑	29
3.4.3飛濺物夾雜	29
第四章 焊接參數與接頭強度測試	31
4.1改善方案	31
4.1.1參數優化	32
4.1.2熔深結果	37
4.2接頭強度測試	38
第五章  結果與討論	40
第六章  結論	41
參考文獻	42

圖目錄
圖1 新日興股份有限公司	2
圖2 雷射振鏡光路	8
圖3 雷射焊接裝置的結構示意圖	9
圖4 雷射焊接裝置去除安裝罩的分解圖	9
圖5 側板與端板的焊接的橫斷面效果示意	10
圖6 振鏡擺盪焊接螺旋線軌跡示意	10
圖7 焊縫示意	10
圖8 點焊外觀	11
圖9 焊點冷裂	11
圖10 雷射振鏡焊接設備	12
圖11 滑台式加工平台機構	13
圖12 振鏡掃描系統	13
圖13 非球面透鏡	14
圖14 大族光電振鏡方頭	14
圖15 平場鏡外觀	15
圖16 視覺軟體平台	16
圖17 視覺對位系統	16
圖18 焊接材料分布	18
圖19重疊示意圖	19
圖20脈衝寬度與峰值功率之關係圖	20
圖21同軸吹保護氣體	22
圖22側吹保護氣體	22
圖23治具結構	23
圖24治具結構	23
圖25治具結構	24
圖26治具限位處設計	24
圖27治具下模塊固定於工作平台	25
圖28吹氣裝置設計	25
圖29同軸吹氣作用於焊接面	26
圖30焊接用治具外觀	27
圖31治具前視圖	27
圖32治具剖面視圖	28
圖33治具前視圖	28
圖34焊縫表面熱裂紋	29
圖35 SK5、SUS17-4PH接頭焊縫出現焦黑	29
圖36焊縫上的飛濺物	30
圖37焊接接頭失效	31
圖38 SK5零件斷裂	31
圖39高碳鋼SK5對不鏽鋼17-4PH接頭結構示意圖	32
圖40高碳鋼SK5對不鏽鋼304接頭結構示意圖	33
圖41弓字型軌跡焊接路徑示意圖	34
圖42焊縫裂紋	34
圖43螺旋線軌跡焊接路徑示意圖	35
圖44 螺旋線軌跡焊縫外觀	35
圖45螺旋線軌跡焊縫外觀	36
圖46弓字型軌跡焊接熔深	37
圖47螺旋線軌跡焊接熔深	38
圖48 Hinge轉軸扭力試驗機	39
圖49 Hinge安裝於扭力試驗機	39

表目錄
表1 新日興主要產品	3
表2 雷射振鏡焊接基本設備	7
表3 材料成分	18
表4 材料特性	18
表5 設定參數	20
表6 焊接接頭型式	21
表7焊接設備裝上吹氣裝置實際功率測量數據	26
表8 高碳鋼對不鏽鋼接頭焊縫長度	33
表9 焊接參數測試結果	36
表10 扭力試驗機伺服控制系統設定參數	38

[1]	新日興股份有限公司，取自https://www.szs-group.com/page/about-company。
[2]	Laser Marking Machine Parts，取自https://www.bytelaser.com/laser-marking-machine-parts/。
[3]	雷射焊接用於精密儀器的應用，取自https://www.hanslaser.tw/news_detail/id-198.html。
[4]	周小亮、吳星、吳華安、周建陽、康治中、于華亮、楊飛，激光焊接装置。中國專利編號CN109514085A，中華人民共和國國家智慧財產局，2019。
[5]	錢德宇、劉昊、徐作斌、胡勇、高雲峰，一種動力電池模組用側板與端板的對接焊接方法。中國專利編號CN107234340A，中華人民共和國國家智慧財產局，2017。
[6]	雷射焊接振鏡頭系統，取自https://www.bestbusiness.com.tw/tw/product/detail/193。
[7]	雷射準直鏡，取自https://tw.iadiy.com/index.php?route=common/home。
[8]	光電振鏡方頭，取自https://www.hanslaser.com/pro-scanner/119.html。
[9]	高功率F-Theta場鏡，取自https://www.lbtek.com/product/741.html。
[10]	HSV視覺軟體平台，取自https://www.hanslaser.com/pro-vision/407.html。
[11]	Chludzinski, M.; dos Santos, R.E.; Churiaque, C.; Ortega-Iguña, M., and Sánchez-Amaya, J.M., Pulsed Laser Welding Applied to Metallic Materials—A Material Approach, Metals, 11(4), 2021, doi:10.3390/met11040640。
[12]	李勝隆，工程材料科學：原理與應用，台北市：高立，2021。
[13]	洪興研磨科技有限公司，取自https://honxin-blog.opuspixelum.com/welding-with-grinding-products/。
[14]	雷射系統關鍵參數，取自https://www.edmundoptics.com.tw/。
[15]	如何提升脈衝光纖雷射器的峰值功率，取自https://www.hanslaser.tw/news_detail/id-119.html。
[16]	Acilly, X., Shield Gas in Laser Welding, Retrieved from Chutian Laser direct website： https://chutian-laser.com/shield-gas-in-laser-welding/。
[17]	Noah, H., 16 Common Types of Welding Defects, Causes, Remedies, Retrieved from Rapid direct website：https://www.rapiddirect.com/blog/types-of-welding-defects/。