Un láser es un haz de energía luminosa concentrada que se genera en una longitud de onda específica. En la naturaleza, la luz existe en un espectro de longitudes de onda que van desde las muy cortas (rayos X y rayos gamma) hasta las muy largas (ondas de radio). Los seres humanos solo podemos ver longitudes de onda visibles o de "luz blanca" de entre 430 y 690 nanómetros (nm). Un haz láser es una concentración amplificada de energía luminosa en una longitud de onda específica. Es una luz coherente que permite enfocar un punto concreto y un haz estrecho a grandes distancias. La palabra láser es un acrónimo que significa amplificación de la luz mediante emisión estimulada de radiación.
Principio de funcionamiento del soldador láser
En el interior del cristal de rubí se produce un rayo láser. El cristal de rubí está hecho de óxido de aluminio con cromo disperso en su interior. 1/2000 de cristal, este rubí menos que natural. Los espejos revestidos de plata están colocados internamente en ambos lados del cristal. Un lado del espejo tiene un pequeño orificio por el que sale un rayo.
Alrededor del cristal de rubí se coloca un tubo de destellos, que está lleno de gas inerte de xenón. El destello está especialmente diseñado para que su velocidad de destellos sea de unos miles por segundo.
La energía eléctrica se convierte en energía luminosa, esto se hace mediante un tubo de flash.
El condensador se proporciona para almacenar la energía eléctrica y suministrar el alto voltaje al tubo de flash para que funcione adecuadamente.
La energía eléctrica descargada desde el condensador y el xenón transforma la alta energía en una luz de destello blanca a una velocidad de 1/1000 por segundo.
Los átomos de cromo de los cristales de rubí se excitan y se bombean a alta energía. Debido a la generación de calor, parte de esta energía se pierde. Pero parte de la energía de la luz se refleja de espejo a espejo y nuevamente los átomos de cromo se excitan hasta que pierden su energía adicional simultáneamente para formar un haz estrecho de luz coherente. Esta sale a través del pequeño orificio de un extremo del espejo del cristal.
Este haz estrecho se enfoca mediante una lente de enfoque óptico para producir un rayo láser pequeño e intenso sobre la pieza de trabajo.
Los rayos láser cambian al interactuar con el material.
La absorción de energía láser de un material varía en función de diversos factores, como la longitud de onda, el espesor del material, la estructura cristalina, los aditivos del material, la estructura molecular, etc. El proceso aprovecha las ventajas de estas propiedades del material y del láser para crear un enlace entre dos materiales plásticos: uno que transmite la energía láser y otro que la absorbe.
Cuando un rayo láser choca con un material como el plástico, se transmite, refleja o absorbe según la longitud de onda y la composición del material con el que choca. La mayoría de los materiales presentan algún grado de los tres efectos, pero en proporciones variables. Un material puede ser ópticamente transparente a la luz en el espectro visible y muy absorbente al láser infrarrojo, o ser opaco a nuestros ojos pero transparente al láser infrarrojo.
Mecánica de soldadores láser
La soldadura láser es un proceso que produce la coalescencia de materiales con el calor obtenido de la aplicación de un haz de luz coherente concentrado que incide sobre las superficies a unir.
Se consigue a través de las siguientes fases:
1. Interacción del rayo láser con el material de la pieza de trabajo.
2. Conducción de calor y aumento de temperatura.
3. Vaporización y unión por fusión: Al utilizar el rayo láser para soldar, la radiación electromagnética incide sobre la superficie del metal base con tal concentración de energía que la temperatura de la superficie se convierte en vapor fundido y se forman masas fundidas del metal que se encuentra debajo.
