激光焊接機(jī)器人的激光頭加工是一種使用聚焦激光頭光束作為熱源來轟擊工件并熔化金屬或非金屬工件以形成小孔，切口，連接，熔覆等的加工方法。激光頭加工本質(zhì)上是兩個工件之間相互作用的過程。兩個工件。激光頭激光和非透明物質(zhì)。從微觀上講，這是一個量子過程。在宏觀上，它被反射，吸收，加熱，熔化和汽化。

在具有不同功率密度的激光束的照射下，材料的表面積發(fā)生了各種變化，包括表面溫度升高，熔化，氣化，小孔的形成以及光致等離子體的產(chǎn)生。

1. 激光頭功率密度小于數(shù)量級

當(dāng)激光頭功率密度小于數(shù)量級時，吸收激光能量的金屬只會提高材料的表面溫度，同時保持固相不變。它主要用于零件的表面熱處理，相變硬化處理或釬焊。當(dāng)激光頭功率密度在數(shù)量級內(nèi)時，會發(fā)生熱傳導(dǎo)型加熱，并且材料的表層會熔化，這主要用于表面重熔，合金化，熔覆和熱傳導(dǎo)型焊接（例如，高速焊接和精密點焊等）。

2. 激光頭功率密度達(dá)到數(shù)量級

激光焊接機(jī)器人的激光頭功率密度達(dá)到數(shù)量級時，在激光焊接機(jī)器人的激光頭激光束的照射下，激光熱源的中心加熱溫度達(dá)到金屬的沸點，形成等離子蒸氣并強(qiáng)烈氣化，并且在氣化膨脹壓力的作用下，液體表面向下凹陷形成深熔孔。同時，金屬蒸氣在激光束的作用下被離子化，產(chǎn)生光致等離子體。該階段主要用于激光束深熔焊，切割和鉆孔。

3. 激光頭功率密度大于數(shù)量級

激光焊接機(jī)器人的激光頭的功率密度大于數(shù)量級時，光致等離子體將逆著激光焊接機(jī)器人的激光頭激光束的入射方向傳播，形成等離子體云團(tuán)，這將導(dǎo)致等離子體對激光焊接機(jī)器人的激光頭激光的屏蔽。此階段僅適用于脈沖激光焊接機(jī)器人的激光頭激光的鉆孔，沖擊硬化和其他處理。

激光技術(shù)人員使用高功率密度激光束照射工件，以熔化和汽化材料，以進(jìn)行特殊的加工，例如穿孔，切割和焊接。由于其功率低，早期的激光焊接機(jī)器人的激光頭激光加工主要用于鉆孔和微焊接。到1970年代，隨著高功率二氧化碳激光器，高重復(fù)頻率釔鋁石榴石激光器的出現(xiàn)以及對激光加工機(jī)理和技術(shù)的深入研究，激光頭加工技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，其應(yīng)用范圍也相應(yīng)地擴(kuò)大。幾千瓦激光頭加工設(shè)備的出現(xiàn)，結(jié)合光電跟蹤，計算機(jī)數(shù)字控制，工業(yè)焊接機(jī)器人等技術(shù)，大大提高了激光焊接機(jī)器人的激光頭加工的自動化水平和使用功能。

激光頭加工設(shè)備包括激光器，光學(xué)系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)以及控制和檢測系統(tǒng)。激光輸出的高強(qiáng)度激光束通過透鏡聚焦在工件上，焦點處的功率密度可以達(dá)到10,000攝氏度以上的溫度，任何材料都會瞬間熔化并蒸發(fā)。激光頭加工利用這種光能的熱效應(yīng)來焊接，沖壓和切割材料。通常用于加工的激光器主要是YAG固態(tài)激光器和二氧化碳?xì)怏w激光器。由于二氧化碳激光器具有結(jié)構(gòu)簡單，輸出功率范圍大，能量轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點，因此可以廣泛用于材料的激光頭加工中。

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