Princípio da soldagem a laser do robô de soldagem

Oct 06, 2020

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Soldagem robô de soldagem a laser é um método de soldagem que usa energia (luz visível ou ultravioleta) como fonte de calor para derreter e conectar peças de trabalho. A energia laser pode ser alcançada não só porque o laser em si tem alta energia, mas o mais importante, porque a energia laser é altamente focada até um ponto, o que aumenta sua densidade energética.

Durante a soldagem a laser, o laser irradia a superfície do material a ser soldado e age sobre ele. Parte dela é refletida e parte é absorvida no material. Para materiais opacos, a luz transmitida é absorvida, e o coeficiente de absorção linear do metal é de 107~108/m. Para metais, o laser é absorvido na espessura de 0,01 ~0,1m na superfície metálica e convertido em energia térmica, o que faz com que a temperatura da superfície metálica suba, e então transmite para o interior do metal.

O fóton bombardeia a superfície metálica para formar vapor, e o metal evaporado impede que a energia restante seja refletida pelo metal. Se o metal soldado tiver boa condutividade térmica, uma maior profundidade de penetração será obtida. A reflexão, transmissão e absorção de luz laser na superfície do material são essencialmente o resultado da interação entre o campo eletromagnético das ondas de luz e o material. Quando a onda de luz laser entra no material, as partículas carregadas no material vibram de acordo com o ritmo do vetor elétrico da onda de luz, de modo que a energia de radiação do fóton se torna a energia cinética do elétron. Depois que uma substância absorve a luz laser, ela primeiro produz energia em excesso de certas partículas, como a energia cinética de elétrons livres, a energia de excitação de elétrons ligados, ou fônons em excesso. Estas energias originais de excitação são convertidas em energia térmica através de um determinado processo.

Além de serem ondas eletromagnéticas como outras fontes de luz, os lasers também possuem características que outras fontes de luz não possuem, como alta franqueza, alto brilho (intensidade de fótons), alta monocromática e alta coerência. Durante a soldagem a laser, a conversão de energia leve absorvida pelo material para energia térmica é concluída em pouco tempo (cerca de 10s). Durante este tempo, a energia térmica é limitada apenas à área de radiação laser do material, e então através da condução do calor, o calor é transferido da área de alta temperatura para a área de baixa temperatura.

A absorção de luz laser por metal está relacionada principalmente a fatores como comprimento de onda laser, propriedades materiais, temperatura, condição da superfície e densidade de energia laser. De um modo geral, a taxa de absorção do metal ao laser aumenta com o aumento da temperatura, e aumenta com o aumento da resistividade.