激光雕刻加工是激光系统最常用(yòng)的应用(yòng)。根据激光束与材料相互作用(yòng)的机理(lǐ)，大體(tǐ)可(kě)将激光加工分(fēn)為(wèi)激光热加工和光化學(xué)反应加工两类。激光热加工是指利用(yòng)激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光雕刻切割、表面改性、激光镭射打标、激光钻孔和微加工等；光化學(xué)反应加工是指激光束照射到物(wù)體(tǐ)，借助高密度激光高能(néng)光子引发或控制光化學(xué)反应的加工过程。包括光化學(xué)沉积、立體(tǐ)光刻、激光雕刻刻蚀等。
激光加工是利用(yòng)光的能(néng)量经过透镜聚焦后在焦点上达到很(hěn)高的能(néng)量密度，靠光热效应来加工的。 激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小(xiǎo)，可(kě)加工各种材料。用(yòng)激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理(lǐ)等。 某些具有(yǒu)亚稳态能(néng)级的物(wù)质，在外来光子的激发下会吸收光能(néng)，使处于高能(néng)级原子的数目大于低能(néng)级原子的数目——粒子数反转，若有(yǒu)一束光照射，光子的能(néng)量等于这两个能(néng)相对应的差，这时就会产生受激辐射，输出大量的光能(néng)。
激光加工与其他(tā)加工技术相比有(yǒu)其独特的特点和优势，它的主要特点有(yǒu)：
1、非接触加工。激光属于无接触加工，切割不用(yòng)刀(dāo)具，切边无机械应力，也无刀(dāo)具磨损和替换、拆装问题，為(wèi)此可(kě)缩短加工时间；焊接无需電(diàn)极和填充材料，再加上深熔焊接产生的纯化效应，使得焊缝杂质含量低、纯度高。聚焦激光束具有(yǒu)106～1012W/cm2高功率密度，可(kě)以进行高速焊接和高速切割。利用(yòng)光的无惯性，在高速焊接或切割中可(kě)急停和快速启动。
2、对加工材料热影响區(qū)小(xiǎo)。激光束照射到物(wù)體(tǐ)的表面是局部區(qū)域，虽然在加工部位的温度较高，产生的热量很(hěn)大，但加工时的移动速度很(hěn)快，其热影响的區(qū)域很(hěn)小(xiǎo)，对非照射的部位几乎没有(yǒu)影响。在实际热处理(lǐ)、切割、焊接过程中，加工工件基本没有(yǒu)变形。正是激光加工的这一特点，它已被成功地应用(yòng)于局部热处理(lǐ)和显像管焊接中。
3、加工灵活。激光束易于聚焦、发散和导向，可(kě)以很(hěn)方便地得到不同的光斑尺寸和功率大小(xiǎo)，以适应不同的加工要求。并且通过调节外光路系统改变光束的方向，与数控机床、机器人进行连接，构成各种加工系统，可(kě)对复杂工件进行加工。激光加工不受電(diàn)磁干扰，可(kě)以在大气环境中进行加工。
4、可(kě)以进行微區(qū)加工。激光束不仅可(kě)以聚焦，而且可(kě)以聚焦到波長(cháng)级光斑，使用(yòng)这样小(xiǎo)的高能(néng)量光斑可(kě)以进行微區(qū)加工。
5、可(kě)以透过透明介质对密封容器内的工件进行加工。
6、加工高硬度、高脆性、高熔点的金属及非金属材料。
焊接机器人激光加工的原理(lǐ)
激光加工技术
是利用(yòng)激光束与物(wù)质相互作用(yòng)的特性对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理(lǐ)、打孔、微加工等的一门技术。激光加工作為(wèi)先进制造技术已广泛应用(yòng)于汽車(chē)、電(diàn)子、電(diàn)器、航空、冶金、机械制造等工业领域，对提高产品质量和劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到越来越重要的作用(yòng)。
焊接机器人激光加工
焊接机器人激光加工是以聚焦的激光束作為(wèi)热源轰击工件，对金属或非金属工件进行熔化形成小(xiǎo)孔、切口、连接、熔覆等的加工方法。激光加工实质上是激光与非透明物(wù)质相互作用(yòng)的过程，微观上是一个量子过程，宏观上则表现為(wèi)反射、吸收、加热、熔化、气化等现象。
在不同功率密度的激光束照下，材料表面區(qū)域发生各种不同的变化，这些变化包括表面温度升高、熔化、气化、形成小(xiǎo)孔以及产生光致等离子體(tǐ)等。
1激光功率密度小(xiǎo)于数量级
当激光功率密度小(xiǎo)于数量级时，金属吸收激光能(néng)量只引起材料表层温度升高，但维持固相不变，主要用(yòng)于零件的表面热处理(lǐ)、相变硬化处理(lǐ)或钎焊等。当激光功率密度在数量级范围时，产生热传导型加热，材料表层将发生熔化，主要用(yòng)于金属的表面重熔、合金化、熔覆和热传导型焊接（如薄板高速焊及精密点焊等）。
2激光功率密度达到数量级
当激光功率密度达到数量级时，材料表面在激光束的照射下，激光热源中心加热温度达到金属的沸点，形成等离子蒸汽而强烈气化，在气化膨胀压力作用(yòng)下，液态表面向下凹陷形成深熔小(xiǎo)孔；与此同时，金属蒸汽在激光束的作用(yòng)下電(diàn)离产生光致等离子體(tǐ)。这一阶段主要用(yòng)于激光束深熔焊接、切割和打孔等。
3激光束功率密度大于数量级
当激光束功率密度大于数量级时，光致等离子體(tǐ)将逆着激光束的入射方向传播，形成等离子體(tǐ)云团，出现等离子體(tǐ)对激光的屏蔽现象，这一阶段只适用(yòng)于采用(yòng)脉冲激光进行打孔、冲击硬化等加工。
激光技工利用(yòng)高功率密度的激光束照射工件，使材料熔化气化而进行穿孔、切割和焊接等特种加工。早期的激光加工由于功率小(xiǎo)，大多(duō)用(yòng)于打小(xiǎo)孔和微型焊接。到20世纪70年代，随着大功率二氧化碳激光器、高重复频钇铝石榴石激光器的出现，以及对激光加工机理(lǐ)和工艺的深入研究，激光加工技术有(yǒu)了很(hěn)大进展，适用(yòng)范围随之扩大。数千瓦的激光加工设备竞相出现，并与光電(diàn)跟踪、计算机数字控制、工业焊接机器人等技术相结合，大大提高了激光加工的自动化水平和使用(yòng)功能(néng)。
激光加工装备由四大部分(fēn)组成，分(fēn)别是激光器、光學(xué)系统、机械系统、控制及检测系统。从激光器输出的高强度激光束经过透镜聚焦到工件上，其焦点处的功率密度可(kě)达温度高达1万摄氏度以上，任何材料都会瞬时熔化、气化。激光加工就是利用(yòng)这种光能(néng)的热效应对材料进行焊接、打孔和切割等加工的。通常用(yòng)于加工的激光器主要是YAG固體(tǐ)激光器和二氧化碳气體(tǐ)激光器。由于二氧化碳激光器具有(yǒu)结构简单、输出功率范围大和能(néng)量转换效率高等优点，可(kě)以广泛用(yòng)于材料的激光加工。
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