激光雕刻加工是激光係統最常用的應用。根據激光束與(yu) 材料相互作用的機理，大體(ti) 可將激光加工分為(wei) 激光熱加工和光化學反應加工兩(liang) 類。激光熱加工是指利用激光束投射到材料表麵產(chan) 生的熱效應來完成加工過程，包括激光焊接、激光雕刻切割、表麵改性、激光鐳射打標、激光鑽孔和微加工等；光化學反應加工是指激光束照射到物體(ti) ，借助高密度激光高能光子引發或控製光化學反應的加工過程。包括光化學沉積、立體(ti) 光刻、激光雕刻刻蝕等。

激光加工是利用光的能量經過透鏡聚焦後在焦點上達到很高的能量密度，靠光熱效應來加工的。 激光加工不需要工具、加工速度快、表麵變形小，可加工各種材料。用激光束對材料進行各種加工，如打孔、切割、劃片、焊接、熱處理等。 某些具有亞(ya) 穩態能級的物質，在外來光子的激發下會(hui) 吸收光能，使處於(yu) 高能級原子的數目大於(yu) 低能級原子的數目——粒子數反轉，若有一束光照射，光子的能量等於(yu) 這兩(liang) 個(ge) 能相對應的差，這時就會(hui) 產(chan) 生受激輻射，輸出大量的光能。

激光加工與(yu) 其他加工技術相比有其獨特的特點和優(you) 勢，它的主要特點有：

1、非接觸加工。激光屬於(yu) 無接觸加工，切割不用刀具，切邊無機械應力，也無刀具磨損和替換、拆裝問題，為(wei) 此可縮短加工時間；焊接無需電極和填充材料，再加上深熔焊接產(chan) 生的純化效應，使得焊縫雜質含量低、純度高。聚焦激光束具有106～1012W/cm2高功率密度，可以進行高速焊接和高速切割。利用光的無慣性，在高速焊接或切割中可急停和快速啟動。

2、對加工材料熱影響區小。激光束照射到物體(ti) 的表麵是局部區域，雖然在加工部位的溫度較高，產(chan) 生的熱量很大，但加工時的移動速度很快，其熱影響的區域很小，對非照射的部位幾乎沒有影響。在實際熱處理、切割、焊接過程中，加工工件基本沒有變形。正是激光加工的這一特點，它已被成功地應用於(yu) 局部熱處理和顯像管焊接中。

3、加工靈活。激光束易於(yu) 聚焦、發散和導向，可以很方便地得到不同的光斑尺寸和功率大小，以適應不同的加工要求。並且通過調節外光路係統改變光束的方向，與(yu) 數控機床、機器人進行連接，構成各種加工係統，可對複雜工件進行加工。激光加工不受電磁幹擾，可以在大氣環境中進行加工。

4、可以進行微區加工。激光束不僅(jin) 可以聚焦，而且可以聚焦到波長級光斑，使用這樣小的高能量光斑可以進行微區加工。

5、可以透過透明介質對密封容器內(nei) 的工件進行加工。

6、加工高硬度、高脆性、高熔點的金屬及非金屬材料。

焊接機器人激光加工的原理

激光加工技術

是利用激光束與(yu) 物質相互作用的特性對材料（包括金屬與(yu) 非金屬）進行切割、焊接、表麵處理、打孔、微加工等的一門技術。激光加工作為(wei) 先進製造技術已廣泛應用於(yu) 汽車、電子、電器、航空、冶金、機械製造等工業(ye) 領域，對提高產(chan) 品質量和勞動生產(chan) 率、自動化、無汙染、減少材料消耗等起到越來越重要的作用。

焊接機器人激光加工

焊接機器人激光加工是以聚焦的激光束作為(wei) 熱源轟擊工件，對金屬或非金屬工件進行熔化形成小孔、切口、連接、熔覆等的加工方法。激光加工實質上是激光與(yu) 非透明物質相互作用的過程，微觀上是一個(ge) 量子過程，宏觀上則表現為(wei) 反射、吸收、加熱、熔化、氣化等現象。

在不同功率密度的激光束照下，材料表麵區域發生各種不同的變化，這些變化包括表麵溫度升高、熔化、氣化、形成小孔以及產(chan) 生光致等離子體(ti) 等。

1激光功率密度小於(yu) 數量級

當激光功率密度小於(yu) 數量級時，金屬吸收激光能量隻引起材料表層溫度升高，但維持固相不變，主要用於(yu) 零件的表麵熱處理、相變硬化處理或釺焊等。當激光功率密度在數量級範圍時，產(chan) 生熱傳(chuan) 導型加熱，材料表層將發生熔化，主要用於(yu) 金屬的表麵重熔、合金化、熔覆和熱傳(chuan) 導型焊接（如薄板高速焊及精密點焊等）。

2激光功率密度達到數量級

當激光功率密度達到數量級時，材料表麵在激光束的照射下，激光熱源中心加熱溫度達到金屬的沸點，形成等離子蒸汽而強烈氣化，在氣化膨脹壓力作用下，液態表麵向下凹陷形成深熔小孔；與(yu) 此同時，金屬蒸汽在激光束的作用下電離產(chan) 生光致等離子體(ti) 。這一階段主要用於(yu) 激光束深熔焊接、切割和打孔等。

3激光束功率密度大於(yu) 數量級

當激光束功率密度大於(yu) 數量級時，光致等離子體(ti) 將逆著激光束的入射方向傳(chuan) 播，形成等離子體(ti) 雲(yun) 團，出現等離子體(ti) 對激光的屏蔽現象，這一階段隻適用於(yu) 采用脈衝(chong) 激光進行打孔、衝(chong) 擊硬化等加工。

激光技工利用高功率密度的激光束照射工件，使材料熔化氣化而進行穿孔、切割和焊接等特種加工。早期的激光加工由於(yu) 功率小，大多用於(yu) 打小孔和微型焊接。到20世紀70年代，隨著大功率二氧化碳激光器、高重複頻釔鋁石榴石激光器的出現，以及對激光加工機理和工藝的深入研究，激光加工技術有了很大進展，適用範圍隨之擴大。數千瓦的激光加工設備競相出現，並與(yu) 光電跟蹤、計算機數字控製、工業(ye) 焊接機器人等技術相結合，大大提高了激光加工的自動化水平和使用功能。

激光加工裝備由四大部分組成，分別是激光器、光學係統、機械係統、控製及檢測係統。從(cong) 激光器輸出的高強度激光束經過透鏡聚焦到工件上，其焦點處的功率密度可達溫度高達1萬(wan) 攝氏度以上，任何材料都會(hui) 瞬時熔化、氣化。激光加工就是利用這種光能的熱效應對材料進行焊接、打孔和切割等加工的。通常用於(yu) 加工的激光器主要是YAG固體(ti) 激光器和二氧化碳氣體(ti) 激光器。由於(yu) 二氧化碳激光器具有結構簡單、輸出功率範圍大和能量轉換效率高等優(you) 點，可以廣泛用於(yu) 材料的激光加工。