Feb 01, 2021
焊接機器人激光是利用受激輻射實現光的放(fàng)大原理而產生的一種(zhǒng)單色 、方向性聚焦後可獲得直徑小於0.01mm、功率(lǜ)密度高達10W/㎡的能束,可用(yòng)焊接、切割及(jí)材料表麵熔覆的(de)熱源。
焊接機器人激光焊是利用能(néng)(可見光或(huò)紫外線)作為熱源熔化並連接工件的焊接(jiē)方(fāng)法。激光能(néng)得以實現,不僅是因為激光本身具有極高的能量,更重要的是因為激光(guāng)能量被高度聚焦(jiāo)到(dào)一點,使其能量密度增(zēng)大。
激光焊接時,激光照(zhào)射(shè)到被焊材料的(de)表(biǎo)麵,與其發生作用,一部分被反射,一部分被吸收,進入(rù)材料(liào)內部。對於不透明材料,透射光(guāng)被吸收,金屬的線性吸收係數為107~108/m。對於金屬,激光在金屬表麵0.01~0.1m的厚度中被吸收轉變成熱能,導致金屬表(biǎo)麵溫(wēn)度升高,再傳向金屬內部。
光子轟擊金屬表麵形成蒸氣,蒸發的金屬可防止剩餘能量被金屬(shǔ)反射掉。如果被焊金屬有良好的導熱性能(néng),則會得到較大的(de)熔深(shēn)。激光在材(cái)料表麵的反(fǎn)射、透射和吸收,本(běn)質(zhì)上是光波的(de)電磁場與(yǔ)材(cái)料相(xiàng)互作用的(de)結果。
激光(guāng)光波入射材料時,材料中的帶電粒子依著光波電矢量的步調振動,使光子的輻射能變成了(le)電子的動(dòng)能。物質吸收激光後,首先產生的是某(mǒu)些質點的過量能量,如自由電子的動能、束縛電子的激發能或者還有過量的聲子,這些原始激發(fā)能經過一定過程在轉化為熱能。
激光除(chú)了與其他光源一(yī)樣是電磁波外(wài),還具有其他光源不具備的特性,如高方向性、高亮度(dù)(光子強(qiáng)度)、高單(dān)色性和高相幹性。激光焊接加工時,材料吸收的光能向熱能的轉換是在極短的時間(約為10s)內完成的。在這個時間內,熱能僅僅(jǐn)局限於材料的激光輻射區,而後通過熱傳導,熱量由高(gāo)溫區傳向低溫區。
金屬對激光的吸收,主要與激光波長、材料的性質、溫(wēn)度、表麵狀況以及激光功率密度等因素有(yǒu)關。一般來說,金屬對激光的吸收率隨著溫度(dù)的上升而增大,隨電阻率的(de)增大而增大。
焊接領域目前主要采用兩種激光器:YAG固體激光(guāng)器(含Nd3+的Yttri-um-Aluminium-Garnet,簡稱YAG)和二氧化碳(tàn)氣體激光器。
來源:網絡
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