传统类高斯分布光斑在薄板激光精密微焊接时往往呈现“V”形熔池,容易出现焊点易击穿、焊接强度低，火花飞溅等缺陷。本研究将类高斯分布光斑整形为环形光斑，进行薄板激光精密微焊接的理论仿真和实验研究，主要研究工作如下：

（1）基于涡旋光原理，设计环形光斑激光焊接光学系统，并通过MATLAB和COMSOL建立合适的光场和温度场模型。通过不同的拓扑荷数和激光作用时间的优化组合，可以获得理想的焊接形貌。

（2）在控制焊点表面直径和熔深一定的条件下，通过调节激光功率、脉宽、离焦量、拓扑荷数等参数进行了0.2mm SUS301激光叠焊实验。在同等脉宽和熔深条件下，随着拓扑荷数增大，焊点半高宽比不断提升，熔池由“V”形向“U”形逐渐转变，拉力水平显著提高，热影响区减小，飞溅现象减弱。

（3）针对印刷电路板多个不同规格引脚的焊接需求，基于光场调控的计算全息法，设计了一种任意位置、环半径、能量分布的涡旋阵列生成方法。采用MATLAB对阵列的光强分布进行了仿真，并使用空间光调制器进行实验验证。该方法可以显著提高焊接效率和焊接质量，应对更灵活的加工需求。

高斯光焊接飞溅明显

涡旋光焊接无飞溅