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Soldadura láser: tipos, ventajas y aplicaciones

Soldadura láser: tipos, ventajas y aplicaciones


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La soldadura por láser (amplificación de luz por emisión estimulada de radiación) es una de las formas de soldadura más avanzadas técnicamente. Sus aplicaciones abarcan una amplia gama de industrias, desde la aeroespacial hasta la fabricación de joyería fina.

Sin embargo, existen varios tipos de soldadura que se usaban mucho antes de la soldadura por láser, por lo que surge la pregunta de por qué necesitamos la tecnología láser cuando tenemos otras alternativas.

Profundizaremos en eso después de repasar brevemente el inicio de la tecnología. Fue Einstein quien predijo la emisión estimulada, que es el principio básico del láser.

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Sin embargo, fue solo en 1967 que usamos por primera vez el láser por sus capacidades de soldadura y corte. El láser utilizado en los experimentos de 1967 utilizó gas asistido por oxígeno con un rayo láser de CO2 concentrado.

El proyecto fue encabezado por el Dr. Peter Houldcroft. El experimento y sus detalles fueron explicados en un artículo titulado "Corte por láser de chorro de gas" por A B J Sullivan y P T Houldcroft.

El corte por láser lideró la base de la soldadura por láser, ya que implica fundir el metal sin perforarlo.

La soldadura por láser utiliza un rayo de luz altamente concentrado en un punto muy pequeño para que el área debajo del rayo láser absorba la luz y se vuelva muy enérgica. A medida que se utilizan potentes rayos láser, los electrones en el área se excitan hasta un punto en el que el material se derrite como resultado de que los átomos rompen los enlaces entre sí.

La soldadura por láser también se puede utilizar para unir plásticos.

Esta fusión de los dos materiales en sus costuras los fusiona en una unión. Es sorprendente cómo la luz puede ser lo suficientemente poderosa para metalizar metales en milisegundos. Para lograr rayos láser tan potentes, la máquina de soldadura láser utiliza varias partes que dirigen y amplifican el láser.

Los láseres de gas, los láseres de estado sólido y los láseres de fibra son los tres láseres más comunes utilizados en una máquina de soldadura láser.

Normalmente, el rayo láser se suministra a la máquina de soldadura láser mediante el uso de fibras ópticas. Hay máquinas de soldar de una sola fibra y hay varias máquinas de soldar de fibra. Las máquinas de soldadura de múltiples fibras tienen un láser conectado a cada fibra, con cada fibra, la fuerza del láser aumenta.

Para concentrar el rayo en un punto antes de que salga de la máquina, a menudo se usa una lente colimadora junto con una lente de enfoque.

Cuatro uniones de soldadura principales son compatibles con soldaduras láser:

  • Soldadura a tope
  • Soldadura traslapada de relleno
  • Soldadura superpuesta
  • Soldadura de borde de borde

Si ha estado investigando la soldadura láser, es posible que haya notado el compañero constante de la boquilla láser, que es otra boquilla que suministra un gas que se llama Gas de proceso o Gas de corte.

Básicamente, es el flujo de gas, que es más comúnmente CO2, el que también se dirige hacia la ubicación de la soldadura con el objetivo de evitar el contacto de la superficie de la soldadura con la atmósfera.

Sin el uso de gas de corte, solo hay dos opciones para la atmósfera de soldadura: atmósfera normal o vacío. La soldadura láser en el vacío es ciertamente posible, pero no plausible debido a su alto costo y al requisito de una configuración especializada.

En una atmósfera normal, la soldadura láser sin gas de procesamiento puede producir efectos desfavorables. Dado que el nitrógeno en el aire se encuentra en una concentración muy alta, puede mezclarse con el metal fundido y provocar la formación de huecos o agujeros dentro de la soldadura. Tales sucesos pueden provocar fallas en la soldadura.

Factores como la humedad del aire pueden provocar la producción de hidrógeno al soldar. La difusión de hidrógeno en el metal también conduce a uniones soldadas débiles. Por lo tanto, la soldadura láser en una atmósfera normal sin blindaje no se considera en absoluto.

Las máquinas de soldar vienen con un accesorio de corte de gas que dispara gas a la superficie de la soldadura asegurándose de que no se mezclen impurezas con la soldadura.

La soldadura por láser se puede realizar de dos formas: soldadura por conducción de calor y soldadura de ojo de cerradura.

Soldadura por conducción de calor: En este proceso, la superficie del metal se calienta por encima del punto de fusión del metal, pero no hasta el punto de que se vaporice. Este proceso se utiliza para soldaduras que no necesitan una alta resistencia de soldadura.

La ventaja de la soldadura por conducción en caliente es que la soldadura final será muy suave y estética. El láser de baja potencia en el rango de <500W se utiliza para la soldadura por conducción de calor.

Soldadura de ojo de cerradura: En este proceso, el rayo láser calienta el metal de tal manera que la superficie de contacto se vaporiza y penetra profundamente en el metal. Esto crea un ojo de cerradura donde se crea una condición similar al plasma con temperaturas que se elevan muy por encima de los 10,000K.

Este proceso requirió láseres de alta potencia con una potencia superior a 105 W / mm2.

La soldadura por láser se usa a menudo junto con la soldadura por arco para crear algo llamado soldadura por arco láser híbrida. En la soldadura por arco láser híbrida, cualquiera de los procesos de soldadura por arco como MIG, TIG o SAW se utiliza con soldadura láser de penetración profunda.

El resultado es una soldadura que tiene las ventajas de la soldadura por láser y la soldadura por arco.

La soldadura resultante tendrá juntas de penetración profunda, gracias a la soldadura láser y también tendrá una tolerancia mejorada al ajuste de las juntas. También se reducen otros efectos indeseables como el agrietamiento y la porosidad interna.

La soldadura láser ofrece varias ventajas que a menudo no se encuentran en otros métodos de soldadura. Algunas de las características definitorias de la soldadura láser son:

  • Todo el proceso de soldadura se puede automatizar fácilmente mediante una configuración CAD / CAM
  • No se utiliza ningún electrodo en el proceso
  • No se produce ningún tipo de desgaste de la herramienta
  • La soldadura por láser es muy específica en la orientación
  • Se obtienen soldaduras de alta calidad

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La soldadura por rayo láser se utiliza para soldaduras de alta precisión. Como no utiliza ningún electrodo, la soldadura final será ligera pero fuerte. La inversión inicial es ciertamente cara, pero la calidad y las características de una soldadura por láser no se pueden reproducir fácilmente.

A medida que los láseres se vuelven más potentes y energéticamente eficientes, ¡el futuro de la soldadura láser es ciertamente brillante!


Ver el vídeo: SOLDADOR INVERTER CON TIG MMA Y CORTE DE PLASMA, 3 EN 1, CT312 BANGOOD (Junio 2022).


Comentarios:

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