不管是船舶還是反應(yīng)堆容器，焊接在各種可靠的金屬結(jié)構(gòu)的形成過程中都是非常關(guān)鍵的一種操作方式。當(dāng)焊接失敗時，整個結(jié)構(gòu)往往也會失敗，所以對焊接質(zhì)量的期望只會越來越高。使用局部加熱源的工藝?yán)绾附樱芸赡軙?dǎo)致變形的產(chǎn)生。很厚的金屬零部件的焊接過程并不穩(wěn)定，如果沒有外部力量的話將會難以控制。
在大功率激光焊接中，在激光強度最高的區(qū)域的少量金屬會蒸發(fā)。深熔焊接在工件上會創(chuàng)建一個被稱為“小孔”的垂直空腔。在此過程中，激光束不僅融化金屬，也會產(chǎn)生金屬蒸汽。這種消散的蒸汽對熔融的金屬施加壓力并部分取代它。與此同時，材料繼續(xù)融化。結(jié)果就是形成一個深且窄并且充滿蒸汽的洞，或者稱之為“小孔”(keyhole)，它被熔融的金屬所環(huán)繞。隨著激光束的移動，小孔會隨之在工件上移動。熔融的金屬圍繞著小孔流動并在沿途凝固。這就形成了具有均勻內(nèi)部結(jié)構(gòu)的深且窄的焊縫。
眾所周知，用深熔焊接來焊接鋁的問題主要是由低粘度引起的熔體高動態(tài)行為。再加上高的熱導(dǎo)率，由此產(chǎn)生的熔池很寬。焊接的表面變得不穩(wěn)定，結(jié)果是金屬液滴發(fā)生飛濺與噴射，并因而產(chǎn)生未焊滿、咬邊、弧坑、孔洞或空洞等焊接缺陷，所有這些缺陷會對焊接的力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響。如果材料有缺失，往往需要用電弧焊進行后處理，來填滿缺少的材料或使焊縫的視覺效果更佳，這也是表面質(zhì)量的一個指標(biāo)。此外，在某些領(lǐng)域，平滑的焊縫表面變得非常重要，例如食品工業(yè)，主要是因為粗糙的表面可能會攜帶細(xì)菌。
不受控制的焊接過程會帶來一個副作用，即加速焊縫金屬的滴落。這些液滴使整個過程變“臟”，并導(dǎo)致焊縫冷卻后材料的缺失。第二，
馬蘭戈尼(Marangoni)效應(yīng)導(dǎo)致非均勻焊縫的產(chǎn)生，這也是工件中應(yīng)力和/或變形發(fā)生的一個原因。部分焊接熔池在表面張力和電磁力作用下移動，從而引起材料的非均勻分布以及焊接熔池不同部位的凝固速度不同。一旦焊縫固化，由于分布和冷卻時間不均勻，它可能會由不同材料構(gòu)成。
