O robô de soldagem a laser é um feixe de energia focado direcional e monocromático gerado pelo princípio de amplificação da luz por meio de radiação estimulada, que pode obter um diâmetro menor que 0 0,01 mm e uma densidade de potência de até 10W/㎡. Pode ser usado como fonte de calor para soldagem, corte e revestimento de superfícies de materiais.
O robô de soldagem a laser é um método de soldagem que utiliza energia (luz visível ou ultravioleta) como fonte de calor para derreter e conectar peças de trabalho. A energia do laser pode ser alcançada não apenas porque o próprio laser possui energia extremamente alta, mas, mais importante, porque a energia do laser é altamente focada em um ponto, o que aumenta sua densidade de energia.
Durante a soldagem, o laser ilumina a superfície do material a ser soldado e reage com ele, fazendo com que parte seja refletida e outra seja absorvida, entrando no interior do material. Para materiais opacos, a luz transmitida é absorvida e o coeficiente de absorção linear do metal é 10 * 7~10 * 8/m. Para metais, o laser é absorvido e transformado em energia térmica em uma espessura de 0,01-0,1m na superfície do metal, fazendo com que a temperatura na superfície do metal aumente e depois seja transmitida para o interior do metal.
Os fótons bombardeiam a superfície do metal para formar vapor, e o metal evaporado evita que a energia restante seja refletida pelo metal. Se o metal soldado tiver boa condutividade térmica, alcançará maior profundidade de penetração. A reflexão, transmissão e absorção do laser na superfície de um material são essencialmente o resultado da interação entre o campo eletromagnético das ondas de luz e o material.
Quando as ondas de luz laser incidem sobre um material, as partículas carregadas do material vibram de acordo com o passo do vetor elétrico da onda de luz, transformando a energia de radiação dos fótons na energia cinética dos elétrons. Após a absorção do laser, as substâncias primeiro geram o excesso de energia de certas partículas, como a energia cinética dos elétrons livres, a energia de excitação dos elétrons ligados ou o excesso de fônons. Estas energias de excitação originais são convertidas em energia térmica através de um determinado processo.
Além de serem ondas eletromagnéticas como outras fontes de luz, o laser também possui características que outras fontes de luz não possuem, como alta diretividade, alto brilho (intensidade de fótons), alta monocromaticidade e alta coerência. Durante o processamento de soldagem a laser, a conversão da energia luminosa absorvida pelo material em energia térmica é concluída em um tempo extremamente curto (aproximadamente 10 segundos). Durante este tempo, a energia térmica é limitada à zona de radiação laser do material e depois transmitida através da condução térmica da zona de alta temperatura para a zona de baixa temperatura.
A absorção do laser pelos metais está relacionada principalmente a fatores como comprimento de onda do laser, propriedades do material, temperatura, condição da superfície e densidade de potência do laser. De modo geral, a taxa de absorção do metal pelo laser aumenta com o aumento da temperatura e da resistividade.
