การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการที่ใช้ในการเชื่อมโลหะหรือเทอร์โมพลาสติกเข้าด้วยกันโดยใช้ลำแสงเลเซอร์เพื่อสร้างรอยเชื่อม ด้วยความที่เป็นแหล่งความร้อนที่เข้มข้นเช่นนี้การเชื่อมด้วยเลเซอร์ในวัสดุบาง ๆ สามารถทำได้ด้วยความเร็วในการเชื่อมสูงถึงเมตรต่อนาทีและในวัสดุที่หนาขึ้นสามารถสร้างรอยเชื่อมที่แคบและลึกระหว่างชิ้นส่วนที่มีขอบสี่เหลี่ยมจัตุรัส
การเชื่อมด้วยเลเซอร์ทำงานในสองโหมดที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน: การเชื่อมแบบ จำกัด การนำไฟฟ้าและการเชื่อมรูกุญแจ โหมดที่ลำแสงเลเซอร์จะทำปฏิกิริยากับวัสดุที่กำลังเชื่อมจะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าข้ามลำแสงที่กระทบกับชิ้นงาน
การเชื่อมแบบ จำกัด การนำไฟฟ้าเกิดขึ้นเมื่อความหนาแน่นของพลังงานโดยทั่วไปน้อยกว่า 105W / cm2 ลำแสงเลเซอร์จะถูกดูดซับที่พื้นผิวของวัสดุเท่านั้นและไม่ทะลุผ่านเข้าไป การเชื่อมแบบ จำกัด การนำไฟฟ้ามักจะแสดงอัตราส่วนความกว้างต่อความลึกสูง
การเชื่อมด้วยเลเซอร์มักทำได้โดยใช้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นโดยกลไกของรูกุญแจ เมื่อลำแสงเลเซอร์ถูกโฟกัสไปยังจุดที่เล็กพอที่จะสร้างความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าโดยทั่วไปคือ> 106-107 W / cm2 วัสดุที่อยู่ในเส้นทางของลำแสงไม่เพียง แต่จะละลาย แต่ยังรวมถึงไอด้วยก่อนที่ความร้อนในปริมาณมากจะถูกกำจัดออกโดยการนำ จากนั้นลำแสงเลเซอร์ที่โฟกัสจะแทรกซึมเข้าไปในชิ้นงานจนกลายเป็นโพรงที่เรียกว่า' รูกุญแจ' ที่เต็มไปด้วยไอโลหะ (ซึ่งในบางกรณีอาจแตกตัวเป็นไอออนกลายเป็นพลาสมาได้)
ไอหรือพลาสมาที่ขยายตัวนี้มีส่วนช่วยในการป้องกันการพังทลายของผนังหลอมเหลวของรูกุญแจในโพรงนี้
นอกจากนี้การเชื่อมต่อของลำแสงเลเซอร์เข้ากับชิ้นงานยังได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างมากโดยการก่อตัวของรูกุญแจนี้ จากนั้นการเชื่อมแบบเจาะลึกทำได้โดยการหมุนรูกุญแจไปตามรอยต่อเพื่อเชื่อมหรือเคลื่อนย้ายข้อต่อตามลำแสงเลเซอร์ ส่งผลให้รอยเชื่อมมีอัตราส่วนความลึกต่อความกว้างสูง
ภายใต้การกระทำของแรงตึงผิววัสดุหลอมเหลวบางส่วนที่ขอบด้านบนของรูกุญแจจะไหลไปรอบ ๆ ช่องรูกุญแจไปทางด้านหลังจากนั้นจึงระบายความร้อนและแข็งตัวเพื่อสร้างรอยเชื่อม ซึ่งจะทำให้ฝาเชื่อมเป็นรูปแบบบั้งชี้ไปทางด้านหลังไปยังจุดเริ่มต้นของการเชื่อม
