El proceso básico de soldadura por láser implica enfocar un haz láser en el área de la articulación entre dos materiales utilizando un sistema de entrega óptica. Cuando el haz contacta con los materiales, transfiere su energía, calentando rápidamente y derritiendo un área pequeña.
Tabla de contenido
1. ¿Qué es una máquina de soldadura por láser?
Una máquina de soldadura con láser es una herramienta industrial que utiliza un haz láser como una fuente de calor concentrada para unir múltiples materiales.
Algunas características clave de las máquinas de soldadura por láser incluyen:
1. Fuente del láser:La mayoría de los soldadores láser modernos usan diodos láser de estado sólido que producen un haz láser de alta potencia en el espectro infrarrojo. Las fuentes láser comunes incluyen láseres de CO2, fibra y diodo.
2. Óptica:El haz láser viaja a través de una serie de componentes ópticos como espejos, lentes y boquillas que enfocan y dirigen el haz al área de soldadura con precisión. Los brazos telescópicos o pórticos colocan el haz.
3. Automatización:Muchos soldadores láser cuentan con integración y robótica de control numérico (CNC) para automatizar patrones y procesos de soldadura complejos. Rutas programables y sensores de retroalimentación aseguran la precisión.
4. Monitoreo de procesos:Las cámaras integradas, los espectrómetros y otros sensores monitorean el proceso de soldadura en tiempo real. Cualquier problema con la alineación del haz, la penetración o la calidad se puede detectar y abordar rápidamente.
5. Interlámetidos de seguridad:Carcas de protección, puertas y botones de paradas electrónicas salvaguardan los operadores del haz láser de alta potencia. Los enclavamientos apagan el láser si se violan los protocolos de seguridad.
Entonces, en resumen, una máquina de soldadura con láser es una herramienta de precisión industrial controlada por computadora que utiliza un haz láser enfocado para aplicaciones automatizadas de soldadura repetibles.
2. ¿Cómo funciona la soldadura por láser?
Algunas etapas clave en el proceso de soldadura por láser incluyen:
1. Generación del haz láser:Un diodo láser de estado sólido u otra fuente produce un haz infrarrojo.
2. Entrega del haz: Los espejos, lentes y una boquilla enfocan precisamente el haz en un lugar apretado en la pieza de trabajo.
3. Calefacción de material:El haz calienta rápidamente el material, con una densidad que se acerca a 106 w/cm2.
4. Melto y unión:Se forma una pequeña piscina de fusión donde los materiales se fusionan. A medida que la piscina se solidifica, se crea una junta de soldadura.
5. Enfriamiento y re-solidificación: El área de soldadura se enfría a altas tasas superiores a 104 ° C/segundo, creando una microestructura endurecida y de grano fino.
6. Progresión:El haz se mueve o las piezas se reposicionan y el proceso se repite para completar la costura de soldadura. También se puede utilizar gas inerte.
Entonces, en resumen, la soldadura con láser utiliza un haz láser intensamente enfocado y el ciclo térmico controlado para producir soldaduras de zona de alta calidad y baja afectada por el calor.
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3. ¿Es la soldadura láser mejor que MIG?
En comparación con los procesos de soldadura de gas inerte de metal tradicional (MIG) ...
La soldadura con láser ofrece varias ventajas:
1. Precisión: Las vigas láser se pueden centrar en una pequeña mancha de 0.1-1 mm, lo que permite soldaduras muy precisas y repetibles. Esto es ideal para piezas pequeñas y de alta tolerancia.
2. Velocidad:Las tasas de soldadura para el láser son mucho más rápidas que MIG, especialmente en medidores más delgados. Esto mejora la productividad y reduce los tiempos del ciclo.
3. Calidad:La fuente de calor concentrada produce una distorsión mínima y zonas estrechas afectadas por el calor. Esto da como resultado soldaduras fuertes y de alta calidad.
4. Automatización:La soldadura con láser se automatiza fácilmente utilizando robótica y CNC. Esto permite patrones complejos y una consistencia mejorada frente a soldadura manual de MIG.
5. Materiales:Los láseres pueden unir muchas combinaciones de materiales, incluidas soldaduras de metal multimaterial y diferente.
Sin embargo, la soldadura de MIG tieneAlgunas ventajassobre láser en otras aplicaciones:
1. Costo:El equipo MIG tiene un costo de inversión inicial más bajo que los sistemas láser.
2. Materiales más gruesos:MIG es más adecuado para soldar secciones de acero más gruesas por encima de 3 mm, donde la absorción del láser puede ser problemática.
3. Gas de protección:MIG usa un escudo de gas inerte para proteger el área de soldadura, mientras que el láser a menudo usa una ruta de haz sellada.
Entonces, en resumen, la soldadura con láser generalmente se prefiere paraprecisión, automatización y calidad de soldadura.
Pero MIG sigue siendo competitivo para la producción demedidores más gruesos con un presupuesto.
El proceso correcto depende de la aplicación de soldadura específica y los requisitos de la pieza.
4. ¿Es mejor la soldadura con láser que la soldadura de TIG?
La soldadura de gas inerte de tungsteno (TIG) es un proceso manual y artísticamente calificado que puede producir excelentes resultados en materiales delgados.
Sin embargo, la soldadura con láser tiene algunas ventajas sobre TIG:
1. Velocidad:La soldadura con láser es significativamente más rápida que TIG para aplicaciones de producción debido a su precisión automatizada. Esto mejora el rendimiento.
2. Precisión:El haz láser enfocado permite la precisión de posicionamiento dentro de las centésimas de un milímetro. Esto no puede ser igualado por una mano humana con Tig.
3. Control:Las variables de proceso como la entrada de calor y la geometría de soldadura se controlan estrechamente con un láser, lo que garantiza resultados consistentes por lotes sobre lotes.
4. Materiales:TIG es mejor para materiales conductores más delgados, mientras que la soldadura por láser abre una variedad más amplia de combinaciones multimateriales.
5. Automatización: Los sistemas láser robóticos permiten la soldadura completamente automatizada sin fatiga, mientras que TIG generalmente requiere toda la atención y experiencia de un operador.
Sin embargo, la soldadura de TIG mantiene una ventaja paraTrabajo de precisión de calibre delgado o soldadura de aleacióndonde la entrada de calor debe modularse cuidadosamente. Para estas aplicaciones, el toque de un técnico calificado es valioso.
5. ¿Cuál es la desventaja de la soldadura por láser?
Como con cualquier proceso industrial, la soldadura por láser tiene algunas desventajas potenciales a considerar:
1. Costo: Si bien se vuelven más asequibles, los sistemas láser de alta potencia requieren una inversión de capital significativa en comparación con otros métodos de soldadura.
2. Consumibles:Las boquillas de gas y la óptica se degradan con el tiempo y deben reemplazarse, lo que aumenta el costo de propiedad.
3. Seguridad:Se requieren protocolos estrictos y carcasas de seguridad cerradas para evitar la exposición al haz láser de alta intensidad.
4. Entrenamiento:Los operadores necesitan capacitación para trabajar de manera segura y adecuada para mantener el equipo de soldadura por láser.
5. Línea de visión:El haz láser viaja en líneas rectas, por lo que las geometrías complejas pueden requerir múltiples haces o reposicionamiento de la pieza de trabajo.
6. Absorción:Ciertos materiales como el acero grueso o el aluminio pueden ser difíciles de soldar si no absorben la longitud de onda específica del láser de manera eficiente.
Sin embargo, con las precauciones, capacitación y optimización de procesos adecuadas, la soldadura por láser ofrece productividad, precisión y ventajas de calidad para muchas aplicaciones industriales.
6. ¿La soldadura por láser necesita gas?
A diferencia de los procesos de soldadura con protección de gas, la soldadura por láser no requiere el uso de un gas inerte que fluye sobre el área de soldadura. Esto es porque:
1. El haz láser enfocado viaja a través del aire para crear una pequeña piscina de soldadura de alta energía que derrita y se une a los materiales.
2. El aire circundante no se ioniza como un arco de plasma de gas y no interfiere con la formación de haz o soldadura.
3. La soldadura se solidifica tan rápidamente desde el calor concentrado que se forma antes de que los óxidos puedan formarse en la superficie.
Sin embargo, ciertas aplicaciones especializadas de soldadura con láser aún pueden beneficiarse al usar un gas de asistencia:
1. Para metales reactivos como el aluminio, el gas protege la piscina de soldadura caliente del oxígeno en el aire.
2. En trabajos con láser de alta potencia, el gas estabiliza la columna de plasma que se forma durante las soldaduras de penetración profundas.
3. Jets de gas Desafíe los humos y los escombros para una mejor transmisión del haz en superficies sucias o pintadas.
Entonces, en resumen, aunque no es estrictamente necesario, el gas inerte puede proporcionar ventajas para aplicaciones o materiales de soldadura láser desafiantes específicas. Pero el proceso a menudo puede funcionar bien sin él.
▶ ¿Qué materiales se pueden soldar láser?
Casi todos los metales se pueden soldar láser, incluidaacero, aluminio, titanio, aleaciones de níquel y más.
Incluso las combinaciones de metales diferentes son posibles. La clave esdebe absorber la longitud de onda del láser de manera eficiente.
▶ ¿Qué tan grueso se puede soldar los materiales?
Hojas tan delgadas como0.1 mm y tan grueso como 25 mmPor lo general, se puede soldar láser, dependiendo de la aplicación específica y la potencia láser.
Las secciones más gruesas pueden requerir soldadura múltiple o óptica especial.
▶ ¿Es la soldadura láser adecuada para la producción de alto volumen?
Absolutamente. Las células de soldadura por láser robótica se usan comúnmente en entornos de producción automatizados de alta velocidad para aplicaciones como la fabricación de automóviles.
Las tasas de rendimiento de varios metros por minuto se pueden lograr.
▶ ¿Qué industrias usan soldadura por láser?
Se pueden encontrar aplicaciones comunes de soldadura con láser enAutomotriz, electrónica, dispositivos médicos, aeroespaciales, herramientas/troqueles y pequeñas piezas de precisión de fabricación.
La tecnología esexpandiéndose continuamente a nuevos sectores.
▶ ¿Cómo elijo un sistema de soldadura por láser?
Los factores a considerar incluyen materiales de pieza de trabajo, tamaño/espesor, necesidades de rendimiento, presupuesto y calidad de soldadura requerida.
Los proveedores de buena reputación pueden ayudar a especificar el tipo de láser correcto, la potencia, la óptica y la automatización para su aplicación específica.
▶ ¿Qué tipos de soldaduras se pueden hacer?
Las técnicas típicas de soldadura con láser incluyen tope, vuelta, filete, piercing y soldaduras de revestimiento.
Algunos métodos innovadores como la fabricación de aditivos láser también están surgiendo para la reparación y la creación de prototipos.
▶ ¿Es la soldadura láser adecuada para trabajos de reparación?
Sí, la soldadura con láser es adecuada para la reparación de precisión de componentes de alto valor.
La entrada de calor concentrada minimiza el daño adicional a los materiales base durante la reparación.
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Tiempo de publicación: Feb-12-2024