レーザー溶接ロボットは、レーザー光をワーク表面に集光する際にワーク表面を狭い範囲で加熱し、ワークを溶かしてわずかに凝固させることで2つのワークを接合する溶接装置の一種です。 ロボットにはレーザー溶接ヘッドが搭載されており、三次元空間環境下での高精度溶接を実現します。
レーザー溶接ロボットの溶接プロセスは、大まかに次の手順で構成されます。
1. 準備作業：ワークのバリ取り、研磨、洗浄などの前処理を行い、溶接手順やパラメータを設定します。
2. 溶接位置の確立: ロボットの座標系を使用して、溶接する部品の正確な位置を決定します。
3. 溶接ヘッドの位置決め：設定された溶接プログラムに従って、ロボットが溶接ヘッドを溶接位置に正確に位置決めします。
4. 溶接: ロボットは溶接シームにレーザー ビームの焦点を合わせ、ワークピースの表面を加熱して溶かし、金属間の接続に作用します。 溶接プロセス中、ロボットはレーザーを使用して溶接シームを監視および追跡し、正確な溶接を実現します。
5. 冷却：ロボットはレーザー照射を停止し、冷却して溶接部を急速に冷却し、安定した接続状態を実現します。
6. 関連する作業を完了します: A溶接が完了すると、ロボットは溶接ヘッドを取り外し、溶接ヘッドの清掃や溶接データの記録など、その後の関連作業を実行します。
つまり、レーザー溶接ロボットはレーザー溶接継手を搭載することで高精度・高効率の溶接を実現します。 この装置の主な原理は、レーザー光線を使用して溶接シームを加熱し、金属を短時間で融点温度まで加熱して溶接を行うことです。
レーザー溶接の原理と技術
金属材料のレーザー溶接は、本質的にレーザーと非透明物質間の相互作用のプロセスです。 この過程は非常に複雑で、ミクロレベルでは量子過程ですが、マクロレベルでは反射、吸収、融解、蒸発などの現象として現れます。 レーザー溶接は、連続レーザービームまたはパルスレーザービームによって実現できます。 レーザー溶接の原理は、熱伝導溶接とレーザー深溶け込み溶接に分けられます。 電力密度が 104-105 W/cm2 未満の場合は熱伝導溶接となり、溶ける深さが浅くなり、溶接速度が遅くなります。 電力密度が 105-107 W/cm2 より大きい場合、金属表面が加熱されて「穴」に凹み、深い溶け込み溶接が形成されます。これは、溶接速度が速く、アスペクト比が大きいという特徴があります。
レーザーとワークピース間の相互作用中に、溶融池の周期的な変化、溶融池の小さな穴、および金属流動現象を伴う自励発振効果が発生します。 この振動の周波数は、レーザービームのパラメータ、金属の熱物理的特性、および金属蒸気の動的特性に関連しています。 溶融池の周期的な変化により、溶接シームに 2 つの独特な現象が発生する可能性があります。1 つは金属蒸気で満たされたガス穴です。 周期的な変化により、溶融池内の金属が周囲を前後に流れ、金属の蒸発による乱れにより小穴のくびれが切断され、溶接シームに蒸気が滞留してガス穴が形成されることがあります。固化後。 もう 1 つは、溶接シームの根元での溶け込み深さの周期的変化です。これは、小さな気孔の周期的変化に関連しています。