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焊接机器人激光加工的原理

激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料进行切割、焊接、打孔、表面处理等一门技术。激光加工作为先进的制造技术被广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等众多工业领域,对提高产品质量和劳动生产效率、自动化、无污染、减少材料消耗等有着越发重要的作用。
       焊接机器人激光加工实质上是激光与非透明物质相互作用的过程。微光来看是一个量子过程,宏观上看则表现为反射、吸收、加热、熔化、气化等现象。不同功率密度的激光束照射下的材料表面区域会发生各种不同的变化,而这些变化包括了表面温度升高、熔化、气化、形成小孔等等。
       1、激光功率密度小于数量级
       当激光功率密度小于数量级时,金属吸收激光能量只引起材料表层温度升高,但维持固相不变,主要用于零件的表面热处理、相变硬化处理或钎焊等。当激光功率密度在数量级范围时,产生热传导型加热,材料表层将发生熔化,主要用于金属的表面重熔、合金化、熔覆和热传导型焊接。
       2、激光功率密度达到数量级
       当激光功率密度达到数量级时,材料表面在激光束的照射下,激光热源中心加热温度达到金属的沸点,形成等离子蒸汽而强烈气化,在气化膨胀压力作用下,液态表面向下凹陷形成深熔小孔;与此同时,金属蒸汽在激光束的作用下电离产生光致等离子体。这一阶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数量级
       当激光束功率密度大于数量级时,光致等离子体将逆着激光束的入射方向传播,形成等离子体云团,出现等离子体对激光的屏蔽现象,这一阶段只适用于采用脉冲激光进行打孔、冲击硬化等加工。
       激光技工利用高功率密度的激光束照射工件,使材料熔化气化而进行穿孔、切割和焊接等特种加工。

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