Exploración de los 5 principales mercados de aplicación de la soldadura por láser de fibra óptica

La soldadura láser es una de las aplicaciones más tempranas y significativas del procesamiento industrial de materiales por láser. En las primeras aplicaciones, las soldaduras generadas por láser eran de mayor calidad, lo que se traducía en una mejora de la productividad.

Con el tiempo, los avances en la tecnología láser han dado lugar a láseres de mayor potencia, una gama más amplia de longitudes de onda y mejores capacidades de pulso. Además, los avances en la propagación del haz, el hardware y el software de control de la máquina y los sensores de proceso han contribuido al desarrollo continuo de los procesos de soldadura láser.

La soldadura por láser ofrece varias ventajas únicas, como un bajo aporte de calor, un estrecho zona de fusión y la zona afectada por el calor, y excelentes propiedades mecánicas para materiales que antes eran difíciles de utilizar con procesos que producen un gran aporte de calor a las piezas. Estas propiedades hacen de la soldadura láser una opción atractiva para producir soldaduras fuertes y visualmente atractivas.

Además, el tiempo de preparación necesario para la soldadura láser es mucho menor y, si se combina con sensores de seguimiento láser, se puede lograr la automatización, lo que se traduce en menores costes de producción.

Todas estas nuevas tecnologías han ampliado la gama de aplicaciones de la soldadura láser. En muchas industrias, láser de fibra se ha utilizado con éxito con diferentes metales, formas de componentes, tamaños y volúmenes.

1. Soldadura de baterías

Soldadura de baterías

El creciente uso de baterías de litio en vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos ha llevado a los ingenieros a incorporar soldadura láser de fibra en el diseño de productos.

Láser de fibra óptica La soldadura se utiliza para conectar los componentes conductores de corriente, de cobre o aleación de aluminio, a la serie de baterías del aparato.

Los contactos eléctricos con los electrodos positivo y negativo de la pila se forman mediante láser soldadura de aleaciones de aluminionormalmente de la serie 3000, y cobre puro.

Todos los materiales y combinaciones utilizados en la batería son adecuados para la nueva fibra proceso de soldadura láser.

Varias conexiones dentro de la batería se crean utilizando solapamiento, tope y fileteado uniones soldadas.

La soldadura por láser del material del terminal a los bornes negativo y positivo produce un contacto eléctrico empaquetado.

El último paso en el montaje de la batería y proceso de soldadura implica el sellado conjunto del depósito de aluminio, que crea una barrera para el electrolito interno.

Como se espera que la batería funcione de forma fiable durante un periodo de 10 años o más, la selección de la soldadura láser garantiza una alta calidad y consistencia.

Utilizando la óptica adecuada láser de fibra equipo y proceso de soldadura, se pueden producir soldaduras de alta calidad de aleación de aluminio de la serie 3000 de forma consistente.

2. Soldadura de mecanizado de precisión

Soldadura de mecanizado de precisión

Las juntas utilizadas en barcos, refinerías químicas y la industria farmacéutica se soldaban originalmente con TIG. Debido a su uso en entornos sensibles, estos componentes se mecanizan y rectifican con precisión utilizando materiales de aleación a base de níquel con resistencia a la corrosión química y a altas temperaturas. Normalmente, el tamaño del lote es pequeño y el número de configuraciones es grande.

Actualmente, el ensamblaje de estos componentes se ha mejorado gracias a la óptica láser de fibra soldadura. Las razones para utilizar la soldadura por láser de fibra en sustitución del primer proceso de soldadura por arco robotizado son las siguientes:

  1. La soldadura láser produce una calidad constante.
  2. Es fácil pasar de una configuración de componentes a otra, lo que reduce el tiempo de configuración y mejora el rendimiento.
  3. Montaje del sensor de seguimiento láser para automatizar el láser proceso de soldadura reduce los costes.

3. Soldadura estanca al gas

Soldadura estanca al gas

Láser de fibra La soldadura se ha convertido en el proceso preferido para dispositivos médicos como marcapasos y otros componentes electrónicos debido a la alta fiabilidad que proporciona la electrónica herméticamente sellada.

El último desarrollo del proceso de soldadura estanca al gas ha abordado los problemas asociados a la soldadura láser y al punto final de la soldadura, que es fundamental para conseguir un sellado estanco al gas.

En las tecnologías de soldadura láser anteriores, el haz láser creaba depresiones en el punto final, incluso cuando se reducía la potencia y se apagaba el haz.

Sin embargo, con un control avanzado del rayo láser, estas depresiones pueden eliminarse, lo que se traduce en unas calidad de la soldaduraEl resultado es una mejor apariencia y un sellado más fiable. Esto es especialmente importante para soldaduras finas y profundas en las que la porosidad en el punto final puede ser un problema importante.

4. Soldadura aeroespacial

Soldadura aeroespacial

El control de la geometría y la microestructura de la soldadura, la minimización de la porosidad y el control del tamaño del grano son esenciales en láser de fibra soldadura de aleaciones de aviación a base de níquel y titanio. En muchas aplicaciones aeroespaciales, el criterio clave de diseño de las soldaduras es su comportamiento a fatiga.

Para mejorar la resistencia de la soldadura, los ingenieros de diseño casi siempre especifican un perfil convexo o ligeramente convexo. superficie de soldadura. Para conseguirlo, un proceso automatizado utiliza una línea de relleno de 1,2 mm de diámetro. La adición de alambre de relleno a la junta a tope garantiza coronas de soldadura consistentes en las pasadas superior e inferior.

Además de garantizar una buena microestructura de la soldadura, la selección de la aleación del hilo de soldadura también contribuye a las propiedades mecánicas de la soldadura.

5. Soldadura de metales diferentes

Soldadura de metales diferentes

La capacidad de fabricar productos utilizando diferentes metales y aleaciones mejora enormemente la flexibilidad de diseño y producción.

La optimización de las propiedades del producto acabado, como la resistencia a la corrosión, el desgaste y el calor, al tiempo que se controlan los costes, es una motivación común para la soldadura de metales distintos. La unión de acero inoxidable y acero galvanizado es un buen ejemplo.

Acero inoxidable 304 y el acero al carbono galvanizado se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones, como electrodomésticos de cocina y componentes de aviación, debido a su excelente resistencia a la corrosión.

Sin embargo, la soldadura de metales distintos plantea algunos retos únicos, especialmente debido a la posibilidad de que el revestimiento de zinc provoque daños graves. porosidad de la soldadura problemas.

Al soldar, la energía utilizada para fundir el acero y el acero inoxidable evaporará el zinc a unos 900 ℃, que es mucho más bajo que el punto de fusión del acero inoxidable. El bajo punto de ebullición del zinc provoca la formación de vapor durante la soldadura de bocallave.

Como el vapor de zinc intenta escapar del metal fundido, puede permanecer en la soldadura solidificada, dando lugar a una porosidad excesiva. Además, el vapor de zinc puede escapar durante la solidificación del metal, dando lugar a poros o rugosidades en la superficie.

Diseño conjunto adecuado y selección de proceso láser parámetros pueden simplificar el acabado y la soldadura mecánica.

Por ejemplo, las soldaduras solapadas de acero inoxidable 304 de 0,6 mm y acero galvanizado de 0,5 mm no presentan grietas ni poros en las superficies superior e inferior.

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Shane
Autor

Shane

Fundador de MachineMFG

Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.

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