Robot kimpalan laser ialah sinar tenaga fokus berarah monokromatik yang dijana oleh prinsip menguatkan cahaya melalui sinaran rangsangan, yang boleh memperoleh diameter kurang daripada 0.01mm dan ketumpatan kuasa sehingga 10W/㎡. Ia boleh digunakan sebagai sumber haba untuk mengimpal, memotong, dan pelapisan permukaan bahan.
Robot kimpalan laser ialah kaedah kimpalan yang menggunakan tenaga (cahaya nampak atau cahaya ultraungu) sebagai sumber haba untuk mencairkan dan menyambungkan bahan kerja. Tenaga laser boleh dicapai bukan sahaja kerana laser itu sendiri mempunyai tenaga yang sangat tinggi, tetapi yang lebih penting, kerana tenaga laser sangat tertumpu pada satu titik, yang meningkatkan ketumpatan tenaganya.
Semasa mengimpal, laser menerangi permukaan bahan yang akan dikimpal dan bertindak balas dengannya, menyebabkan sebahagiannya dipantulkan dan sebahagian lagi diserap, memasuki bahagian dalam bahan. Untuk bahan legap, cahaya yang dihantar diserap, dan pekali serapan linear logam ialah 10 * 7~10 * 8/m. Untuk logam, laser diserap dan diubah menjadi tenaga haba dalam ketebalan 0.01-0.1m pada permukaan logam, menyebabkan suhu pada permukaan logam meningkat dan kemudian dihantar ke bahagian dalam logam.
Foton mengebom permukaan logam untuk membentuk wap, dan logam yang tersejat menghalang tenaga yang tinggal daripada dipantulkan oleh logam. Jika logam yang dikimpal mempunyai kekonduksian terma yang baik, ia akan mencapai kedalaman penembusan yang lebih besar. Pantulan, penghantaran, dan penyerapan laser pada permukaan bahan pada asasnya adalah hasil interaksi antara medan elektromagnet gelombang cahaya dan bahan.
Apabila gelombang cahaya laser berlaku pada bahan, zarah bercas dalam bahan bergetar mengikut langkah vektor elektrik gelombang cahaya, mengubah tenaga sinaran foton kepada tenaga kinetik elektron. Selepas menyerap laser, bahan mula-mula menjana lebihan tenaga zarah tertentu, seperti tenaga kinetik elektron bebas, tenaga pengujaan elektron terikat, atau lebihan fonon. Tenaga pengujaan asal ini ditukar kepada tenaga haba melalui proses tertentu.
Selain sebagai gelombang elektromagnet seperti sumber cahaya lain, laser juga mempunyai ciri-ciri yang tidak dimiliki oleh sumber cahaya lain, seperti kearaharah tinggi, kecerahan tinggi (intensiti foton), monokromatik tinggi dan koheren tinggi. Semasa pemprosesan kimpalan laser, penukaran tenaga cahaya yang diserap oleh bahan kepada tenaga haba diselesaikan dalam masa yang sangat singkat (kira-kira 10 saat). Pada masa ini, tenaga haba dihadkan kepada zon sinaran laser bahan, dan kemudian dihantar melalui pengaliran haba dari zon suhu tinggi ke zon suhu rendah.
Penyerapan laser oleh logam terutamanya berkaitan dengan faktor seperti panjang gelombang laser, sifat bahan, suhu, keadaan permukaan, dan ketumpatan kuasa laser. Secara umumnya, kadar penyerapan logam ke laser meningkat dengan peningkatan suhu dan kerintangan.
