En la industria de la soldadura, la soldadura láser se considera un método de unión potente y sofisticado. Utiliza rayos de luz altamente concentrados llamados láseres. En la superficie del material, el rayo láser crea un calor intenso en el punto de contacto y hace que el material se derrita y forme una unión fuerte a medida que se enfría y se solidifica.
La soldadura láser tiene sus ventajas y desventajas. En comparación con otros procesos de soldadura como MIG o TIG, la soldadura láser es más fuerte. Hoy vamos a aprender sobre la soldadura láser, sus ventajas y limitaciones, su facilidad de uso, etc. También compararemos la soldadura láser con varios métodos de soldadura en este artículo.
Entonces, sumerjámonos en el mundo de la soldadura láser.
¿Qué es la soldadura láser?
La soldadura láser es un método de soldadura que utiliza rayos láser enfocados de alta temperatura para fundir la superficie del metal. Las piezas fundidas se unen y se solidifican después de enfriarse. Como cualquier otra maquinaria láser, máquinas de soldadura láser También se utilizan algunos elementos específicos de los láseres, incluidos los láseres de estado sólido y los láseres de gas (CO2 láseres) y láseres de diodo.
La soldadura de alta calidad con mínima distorsión y zona calentada lo convierte en una buena opción para una amplia gama de proyectos de soldadura.
Existen otros procesos de soldadura como la soldadura por arco metálico con gas (GMAW/MIG), la soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW/TIG), la soldadura por arco metálico protegido (Stick), la soldadura por arco con núcleo fundente, la soldadura por arco sumergido, la soldadura por puntos de resistencia y la soldadura por haz de electrones.
La soldadura láser en particular es la más práctica y versátil entre todas.
¿Cómo funciona?
La soldadura láser utiliza rayos láser de alta concentración para calentar la superficie del metal hasta que se funde. Después de unir las piezas, se dejan enfriar hasta que adquieren solidez.
A continuación se proporciona la información del usuario paso a paso.
1. Generación del haz: El proceso de soldadura comienza con la generación de un haz láser de alta potencia. Existen diferentes tipos de láseres, como láseres de estado sólido, láseres de gas (p. ej., CO2 Se pueden utilizar láseres o láseres de diodo, dependiendo de los requisitos de la aplicación.
2. Enfoque del haz: A continuación, el haz láser se dirige al punto de enfoque mediante espejos y lentes. La eficiencia del calentamiento y la fusión de los materiales depende en gran medida de la precisión del punto de enfoque y de la temperatura.
3. Preparación del material: antes de comenzar el proceso de soldadura, es imprescindible preparar el material, lo que incluye la limpieza, la sujeción y el tratamiento de la superficie.
4. Proceso de soldadura: Se enfocan los rayos láser sobre la superficie preparada del material. El punto de la superficie que se desea soldar se funde con el calor concentrado del láser.
5. Formación de la soldadura: Los materiales fundidos se fusionan y forman una unión sólida. Para mejorar la resistencia de la unión y rellenar los huecos se pueden utilizar filtros adicionales.
6. Enfriamiento y solidificación: Una vez finalizada la soldadura, los materiales fundidos se enfrían y solidifican rápidamente, formando una unión sólida entre las superficies unidas. Para minimizar la distorsión, es muy importante controlar adecuadamente el enfriamiento.
7. Inspección posterior a la soldadura: inspeccione la soldadura para comprobar su calidad e integridad. Es posible que se requieran procesos de acabado adicionales, como esmerilado, pulido o revestimiento, según el acabado de la soldadura.
¿Es fuerte la soldadura láser?
Sí, la soldadura láser se considera una técnica de soldadura sólida y confiable. A continuación, se detallan las razones por las que la soldadura láser es un proceso de soldadura sólido.
• Precisión y Control
El control preciso de los parámetros de soldadura, como la potencia, la velocidad y el enfoque, permite mantener una soldadura y unas propiedades de los materiales uniformes, lo que da como resultado uniones soldadas resistentes.
• Zona mínima afectada por el calor (HAZ)
Los rayos concentrados generan una zona mínima afectada por el calor, lo que reduce la distorsión térmica, las tensiones residuales y el debilitamiento del material. En consecuencia, las propiedades mecánicas de la unión soldada suelen ser superiores a las que se consiguen con otros métodos de soldadura.
• Penetración profunda
La soldadura láser permite lograr una penetración profunda con una alta relación de aspecto, lo que facilita la soldadura en materiales gruesos y mejora la integridad estructural de la unión.
• Densidad de alta energía
La alta densidad energética garantiza una fusión y un derretimiento eficientes de los materiales, lo que da como resultado una unión metalúrgica fuerte. Esta alta densidad energética también permite la soldadura de acero y aleaciones no ferrosas.
• Proceso sin contacto
La soldadura láser minimiza la deformación física y la contaminación de los materiales soldados ya que es un método de soldadura sin contacto.
Pros y contras
La soldadura láser es un proceso versátil y útil para una amplia gama de trabajos de soldadura. Sin embargo, a veces no proporciona el resultado necesario en comparación con otros métodos de soldadura. Echemos un vistazo a las ventajas y desventajas de la soldadura láser en paralelo.
| Ventajas | Contras |
|---|---|
| Permite una soldadura altamente precisa y controlada, ideal para piezas complejas y delicadas. | La inversión inicial para equipos de soldadura láser es relativamente alta en comparación con los métodos de soldadura tradicionales. |
| Puede soldar una amplia variedad de materiales, incluidos metales, plásticos y materiales diferentes. | Puede no ser adecuado para materiales muy gruesos o con superficies altamente reflectantes, que pueden reflejar o dispersar el rayo láser. |
| Reduce la distorsión térmica y el daño del material, preservando las propiedades mecánicas del material circundante. | La naturaleza de línea de visión del rayo láser restringe su uso en uniones de soldadura que no son fácilmente accesibles o tienen geometrías complejas. |
| Capaz de soldar a alta velocidad, lo que aumenta la productividad y reduce el tiempo de fabricación. | |
| Logra soldaduras fuertes en materiales gruesos con altas relaciones de aspecto, a menudo en una sola pasada. | |
| Se integra fácilmente en sistemas de fabricación automatizados, mejorando la eficiencia y la consistencia. |
¡Cómo superar las limitaciones de la soldadura láser!
La soldadura láser puede ser una gran oportunidad si se utiliza de la manera correcta. Sí, tiene ciertas limitaciones, pero se pueden superar la mayoría de ellas. Entonces, ¿cómo se hace?
Alto costo de equipo
• Realice un análisis exhaustivo de costo-beneficio. Considere los ahorros a largo plazo que se obtendrán con el aumento de la productividad.
• Explorar opciones de financiamiento o arrendamiento.
• Comience con la inversión mínima en la máquina y aumente gradualmente la inversión.
Limitaciones materiales
• Utilice revestimientos o tratamientos de superficie en materiales reflectantes. Esto mejorará la absorción del láser y reducirá los problemas de reflexión.
• Optimizar los parámetros del láser para adaptarse mejor a las propiedades y al espesor del material.
• Combine la soldadura láser con otros métodos de soldadura (como MIG o TIG).
Accesibilidad limitada de las articulaciones
• El uso de brazos robóticos y sistemas automatizados permitirá acceso a articulaciones de difícil acceso.
• Diseñar accesorios y plantillas personalizados.
• Emplear sistemas de soldadura láser multieje.
Además, la implementación gradual de productos existentes, la realización de evaluaciones de compatibilidad y el inicio de proyectos piloto pueden mejorar la eficiencia de la máquina y reducir notablemente las limitaciones.
Soldadura láser vs. MIG
| Caracteristicas | Soldadura por láser | MIG |
|---|---|---|
| Fuente de calor | Rayo laser | Arco eléctrico |
| Precisión | Muy alto | Moderada |
| Zona afectada por el calor | Minimo | más grande |
| Velocidad de soldadura | Alta | Moderado a bajo |
| Penetración | Profundo, a menudo de una sola pasada | Bueno, puede requerir múltiples pasadas |
| Compatibilidad de materiales | Amplia gama, incluidos los difíciles de soldar. | Amplia gama, metales comunes |
| Salpicar | Mínimo a ninguno | Genera salpicaduras |
| Costo de equipo | Alta | Más Bajo |
| Requisito de habilidad | Se necesita una formación especializada y de alto nivel | Moderado, más fácil de aprender. |
| Accesibilidad conjunta | Requiere línea de visión | Mas flexible |
| Automatización | Fácilmente automatizado | Menos fácil de automatizar |
| Seguridad | Peligros importantes de los láseres de alta potencia | Requiere precauciones pero generalmente es más seguro. |
Soldadura láser vs. TIG
| técnicos | Soldadura por láser | Soldadura TIG |
|---|---|---|
| Precisión y Control | Precisión extremadamente alta, ideal para procesos complejos y automatizados. | Alta precisión con control manual, ideal para soldaduras detalladas y de alta calidad. |
| Zona Afectada por el Calor (HAZ) | Mínimo HAZ, lo que reduce la distorsión térmica y preserva las propiedades del material | Minimiza la ZAT, pero no tanto como la soldadura láser |
| Velocidad | La soldadura de alta velocidad aumenta la productividad | Las velocidades de soldadura más lentas reducen la productividad |
| Versatilidad | Adecuado para una amplia gama de materiales, incluidos metales, plásticos y materiales diferentes. | Excelente para varios metales, especialmente no ferrosos, pero menos versátil con plásticos. |
| Requisito de habilidad | Requiere formación y experiencia especializada. | Requiere mucha habilidad y experiencia para obtener mejores resultados. |
| Costo | Alto costo inicial del equipo | Coste moderado del equipo, superior al de otros métodos. |
| Solicitud | Ideal para aplicaciones de producción automatizadas, de alta precisión y de gran volumen. | Ideal para soldaduras de alta calidad y control manual, como en la industria aeroespacial, automotriz y metalurgia artística. |
