焊接机器人激光是利用受激辐射实现光的放大原理
焊接机器人的激光技术,是一种基于受激辐射实现光的放大原理的先进技术。它产生的是单色、方向性强的激光,经过聚焦后,可获得直径小于0.01mm、功率密度高达10W/㎡的能束,这使其成为焊接、切割及材料表面熔覆的理想热源。
激光焊接,是焊接机器人中的一种重要工艺。它利用激光(可见光或紫外线)作为热源,来熔化并连接工件。激光之所以能实现精确焊接,不仅因为其本身拥有极高的能量,更重要的是激光能量能够高度聚焦到一点,使其能量密度极大。
在激光焊接过程中,激光照射到被焊材料的表面,与其发生作用。一部分激光被反射,一部分被吸收并深入材料内部。对于不透明材料,透射光被吸收,如在金属中,其线性吸收系数高达107~108/m。激光在金属表面极薄的0.01~0.1m厚度内被吸收,转化为热能,使金属表面温度升高,并传导至金属内部。
激光与材料的交互作用,实质上是光波的电磁场与材料之间的相互作用。光子轰击金属表面,形成蒸气,蒸发的金属可防止剩余能量被反射。若被焊金属具有良好的导热性能,则能获得更大的熔深。
激光的特性,如高方向性、高亮度(光子强度)、高单色性和高相干性,使其在焊接领域具有独特优势。在激光焊接加工过程中,材料吸收的光能迅速转化为热能,仅在极短的时间内(约为10s)完成。热量局限于材料的激光辐射区,随后通过热传导,从高温区传向低温区。
金属对激光的吸收率受多种因素影响,包括激光波长、材料性质、温度、表面状况以及激光功率密度等。随着温度的上升和电阻率的增大,金属对激光的吸收率也会增加。
在现代焊接领域,主要使用的激光器有两种:YAG固体激光器(简称YAG)和二氧化碳气体激光器。YAG激光器含有Nd3+的Yttrium-Aluminium-Garnet(稀土铝石榴石),而二氧化碳激光器则使用二氧化碳气体作为工作介质。这些激光器为焊接领域提供了高效、精确的焊接解决方案。
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