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。