หุ่นยนต์เชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นลำแสงพลังงานเน้นทิศทางแบบเอกรงค์ที่สร้างขึ้นโดยหลักการขยายแสงผ่านการแผ่รังสีกระตุ้น ซึ่งสามารถรับเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 0.01 มม. และความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 10W/ตารางเมตร สามารถใช้เป็นแหล่งความร้อนสำหรับการเชื่อม การตัด และการหุ้มพื้นผิววัสดุ
หุ่นยนต์เชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นวิธีการเชื่อมที่ใช้พลังงาน (แสงที่มองเห็นหรือแสงอัลตราไวโอเลต) เป็นแหล่งความร้อนในการหลอมและเชื่อมต่อชิ้นงาน พลังงานเลเซอร์สามารถทำได้ไม่เพียงเพราะตัวเลเซอร์เองมีพลังงานสูงมาก แต่ที่สำคัญกว่านั้น เนื่องจากพลังงานเลเซอร์ได้รับการโฟกัสอย่างมากที่จุดใดจุดหนึ่ง ซึ่งจะเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน
ในระหว่างการเชื่อม เลเซอร์จะส่องสว่างพื้นผิวของวัสดุที่จะเชื่อมและทำปฏิกิริยากับมัน ส่งผลให้บางส่วนสะท้อนและบางส่วนถูกดูดซับเข้าสู่ด้านในของวัสดุ สำหรับวัสดุทึบแสง แสงที่ส่งผ่านจะถูกดูดซับ และค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงเชิงเส้นของโลหะคือ 10 * 7~10 * 8/m สำหรับโลหะ เลเซอร์จะถูกดูดซับและเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนที่ความหนา 0.01-0.1 ม. บนพื้นผิวโลหะ ทำให้อุณหภูมิบนพื้นผิวโลหะสูงขึ้นแล้วส่งผ่านไปยังด้านในของโลหะ
โฟตอนกระหน่ำโจมตีพื้นผิวโลหะเพื่อสร้างไอ และโลหะที่ระเหยไปจะป้องกันไม่ให้พลังงานที่เหลือสะท้อนจากโลหะ หากโลหะที่เชื่อมมีค่าการนำความร้อนที่ดี ก็จะทำให้มีการเจาะลึกได้มากขึ้น การสะท้อน การส่งผ่าน และการดูดซับของเลเซอร์บนพื้นผิวของวัสดุโดยพื้นฐานแล้วเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของคลื่นแสงและวัสดุ
เมื่อคลื่นแสงเลเซอร์ตกกระทบบนวัสดุ อนุภาคที่มีประจุในวัสดุจะสั่นตามขั้นตอนของเวกเตอร์ไฟฟ้าของคลื่นแสง เปลี่ยนพลังงานรังสีของโฟตอนให้เป็นพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอน หลังจากการดูดซับเลเซอร์ สสารจะสร้างพลังงานส่วนเกินของอนุภาคบางชนิด เช่น พลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนอิสระ พลังงานกระตุ้นของอิเล็กตรอนที่ถูกผูกไว้ หรือโฟนันส่วนเกิน พลังงานกระตุ้นดั้งเดิมเหล่านี้จะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนผ่านกระบวนการบางอย่าง
นอกจากจะเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเดียวกับแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ แล้ว เลเซอร์ยังมีคุณลักษณะที่แหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ ไม่มี เช่น ทิศทางสูง ความสว่างสูง (ความเข้มของโฟตอน) ความเป็นเอกรงค์เดียวสูง และการเชื่อมโยงกันสูง ในระหว่างกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ การแปลงพลังงานแสงที่วัสดุดูดซับไปเป็นพลังงานความร้อนจะเสร็จสิ้นภายในระยะเวลาอันสั้นมาก (ประมาณ 10 วินาที) ในช่วงเวลานี้ พลังงานความร้อนจะถูกจำกัดอยู่ที่โซนการแผ่รังสีเลเซอร์ของวัสดุ จากนั้นจึงส่งผ่านการนำความร้อนจากโซนอุณหภูมิสูงไปยังโซนอุณหภูมิต่ำ
การดูดซับของเลเซอร์ด้วยโลหะส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับปัจจัยต่างๆ เช่น ความยาวคลื่นเลเซอร์ คุณสมบัติของวัสดุ อุณหภูมิ สภาพพื้นผิว และความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์ โดยทั่วไปแล้ว อัตราการดูดซึมของโลหะกับเลเซอร์จะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิและความต้านทานที่เพิ่มขึ้น
