机器人激光焊接机原理

机器人激光焊接机原理

机器人激光焊接机保护气体

激光焊接过程常使用惰性气体来保护熔池，当某些材料焊接可不计较表面氧化时则也可不考虑保护，但对大多数应用场合则常使用氦、氩、氮等气体作保护，使工件在焊接过程中免受氧化。

氦气不易电离（电离能量较高），可让激光顺利通过，光束能量不受阻碍地直达工件表面。这是激光焊接时使用最有效的保护气体，但价格比较贵。

氩气比较便宜，密度较大，所以保护效果较好。但它易受高温金属等离子体电离，结果屏蔽了部分光束射向工件，减少了焊接的有效激光功率，也损害焊接速度与熔深。使用氩气保护的焊件表面要比使用氦气保护时来得光滑。

机器人激光焊接机激光功率

激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等离子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行。如果激光功率低于此阈值，工件仅发生表面熔化，也即焊接以稳定热传导型进行。而当激光功率密度处于小孔形成的临界条件附近时，深熔焊和传导焊交替进行，成为不稳定焊接过程，导致熔深波动很大。激光深熔焊时，激光功率同时控制熔透深度和焊接速度。焊接的熔深直接与光束功率密度有关，且是入射光束功率和光束焦斑的函数。一般来说，对一定直径的激光束，熔深随着光束功率提高而增加。

机器人激光焊接机激光焊接工作原理

热导焊：以热传导为主要传热方式的焊接模式，熔池最高温度不会超过材料沸点。

功率密度小于107W/cm2。

特点：材料只是熔化，焊接过程简单，熔深小。

深熔焊：又称激光小孔焊，利用小孔效应的激光焊接。当激光束能量所产生的金属蒸气的反冲压力与液体金属的表面张力和重力平衡后，小孔不再继续加深，形成一个深度稳定的小孔而进行焊接，称为深熔焊。

功率密度达到107W/cm2以上时（质量极好的光束4×106W/cm2）。

特点：过程复杂，材料发生熔化、汽化、等离子化；伴有小孔效应，焊缝深宽比大。

机器人激光焊接机激光焊接特性

1）属于熔融焊接，以激光束为能源，冲击在焊件接头上；

2）激光束可由平面光学元件（如镜子）导引，随后再以反射聚焦元件或镜片将光束投射在焊缝上；

3）激光焊接属非接触式焊接，作业过程不需加压，但需使用惰性气体以防熔池氧化，填料金属偶有使用；

4）激光焊可以与MIG焊组成激光MIG复合焊，实现大熔深焊接，同时热输入量比MIG焊大为减小。

机器人激光焊接机的优点

(1)由于聚焦激光束比常规方法具有高得多的功率密度，导致焊接速度快，热影响区和变形都较小，还可以焊接钛、石英等难焊材料。

(2)因为光束容易传输和控制，又不需要经常更换焊炬、喷嘴，显著减少停机辅助时间，所以有荷系数和生产效率都高。

(3)由于纯化作用和高的冷却速度，焊缝强，综合性能高。

(4)由于平衡热输入低，加工精度高，可减少再加工费用。另外，激光焊接的动转费用也比较低，可以降低生产成本。

(5)容易实现自动化，对光束强度与精细定位能进行有效的控制。