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行业新闻
焊接机器人激光焊原理

作者:迈德尔 来源:http://ohanamt.com/ 时间:2020-10-09 07:54:36 次数:

     焊接机器人激光焊是利用能(可见光或紫外线)作为热源熔化并连接工件的焊接方法。激光能得以实现,不仅是因为激光本身具有高的能量,更重要的是因为激光能量被高度聚焦到一点,使其能量密度增大。

     激光焊接时,激光照射到被焊材料的表面,与其发生作用,一部分被反射,一部分被吸收,进入材料内部。对于不透明材料,透射光被吸收,金属的线性吸收系数为107~108/m。对于金属,激光在金属表面0.01~0.1m的厚度中被吸收转变成热能,导致金属表面温度升高,再传向金属内部。

     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金属反射掉。如果被焊金属有良好的导热性能,则会得到较大的熔深。激光在材料表面的反射、透射和吸收,本质上是光波的电磁场与材料相互作用的结果。激光光波入射材料时,材料中的带电粒子依着光波电矢量的步调振动,使光子的辐射能变成了电子的动能。物质吸收激光后,首先产生的是某些质点的过量能量,如自由电子的动能、束缚电子的激发能或者还有过量的声子,这些原始激发能经过一定过程在转化为热能。

     激光除了与其他光源一样是电磁波外,还具有其他光源不具备的特性,如高方向性、高亮度(光子强度)、高单色性和高相干性。激光焊接加工时,材料吸收的光能向热能的转换是在短的时间(约为10s)内完成的。在这个时间内,热能仅仅局限于材料的激光辐射区,而后通过热传导,热量由高温区传向低温区。

     金属对激光的吸收,主要与激光波长、材料的性质、温度、表面状况以及激光功率密度等因素有关。一般来说,金属对激光的吸收率随着温度的上升而增大,随电阻率的增大而增大。

焊接领域目前主要采用两种激光器:YAG固体激光器(含Nd3+的Yttri-um-Aluminium-Garnet,简称YAG)和二氧化碳气体激光器。




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