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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物質相互作用的特性對材料進行切割、焊接、打孔、表面處理等一門技術。激光加工作為先進的制造技術被廣泛應用于汽車、電子、電器、航空、冶金、機械制造等眾多工業領域,對提高產品質量和勞動生產效率、自動化、無污染、減少材料消耗等有著越發重要的作用。
       焊接機器人激光加工實質上是激光與非透明物質相互作用的過程。微光來看是一個量子過程,宏觀上看則表現為反射、吸收、加熱、熔化、氣化等現象。不同功率密度的激光束照射下的材料表面區域會發生各種不同的變化,而這些變化包括了表面溫度升高、熔化、氣化、形成小孔等等。
       1、激光功率密度小于數量級
       當激光功率密度小于數量級時,金屬吸收激光能量只引起材料表層溫度升高,但維持固相不變,主要用于零件的表面熱處理、相變硬化處理或釬焊等。當激光功率密度在數量級范圍時,產生熱傳導型加熱,材料表層將發生熔化,主要用于金屬的表面重熔、合金化、熔覆和熱傳導型焊接。
       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,材料表面在激光束的照射下,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,液態表面向下凹陷形成深熔小孔;與此同時,金屬蒸汽在激光束的作用下電離產生光致等離子體。這一階段主要用于激光束深熔焊接、切割和打孔等。
       3、激光束功率密度大于數量級
       當激光束功率密度大于數量級時,光致等離子體將逆著激光束的入射方向傳播,形成等離子體云團,出現等離子體對激光的屏蔽現象,這一階段只適用于采用脈沖激光進行打孔、沖擊硬化等加工。
       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。

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