溶接ロボットレーザー溶接は、エネルギー(可視光または紫外線)を熱源として使用してワークを溶融し、接続する溶接方法です。レーザーエネルギーは、レーザー自体が高エネルギーを持っているだけでなく、より重要なのは、レーザーエネルギーが高度に集中しているため、エネルギー密度を高める点です。
レーザー溶接の間、レーザーは溶接される材料の表面を照射し、それに作用する。その一部が反射され、部品が材料に吸収されます。不透明な材料の場合、透過光は吸収され、金属の線形吸収係数は107〜108/mです。金属の場合、レーザーは金属表面の厚さ0.01〜0.1mに吸収され、熱エネルギーに変換され、金属表面の温度が上昇し、金属の内部に伝達されます。
光子は金属表面を爆撃して蒸気を形成し、蒸発した金属は残りのエネルギーが金属によって反射されるのを防ぎます。溶接金属の熱伝導率が良好な場合は、より大きな貫通深度が得られます。材料表面のレーザー光の反射、透過および吸収は、本質的に光波の電磁界と材料との相互作用の結果である。レーザー光波が材料に入ると、材料中の荷電粒子は光波電気ベクトルのペースに応じて振動し、光子の放射エネルギーが電子の運動エネルギーとなるようになる。物質がレーザー光を吸収した後、まず自由電子の運動エネルギー、結合電子の励起エネルギー、または過剰なフォノンなどの特定の粒子の余分なエネルギーを生成します。これらの元の励起エネルギーは、特定のプロセスを通じて熱エネルギーに変換されます。
レーザーは他の光源と同様に電磁波であるほか、高い導性、高輝度(光子強度)、高い単色度、高いコヘレンスなど、他の光源が持たない特性を持っています。レーザー溶接の間、材料が吸収する光エネルギーの熱エネルギーへの変換は短時間(約10)で完了する。この間、熱エネルギーは材料のレーザー放射領域のみに限定され、次に熱伝導を経て、高温領域から低温領域に熱が伝達される。
レーザー光の吸収は、主にレーザー波長、材料特性、温度、表面状態、レーザーパワー密度などの要因に関連しています。一般的に言えば、レーザーへの金属の吸収速度は温度の上昇に伴って増加し、抵抗率の増加に伴って増加する。