Imagine un proceso de soldadura tan preciso que pueda unir las piezas más pequeñas con una fuerza y velocidad increíbles. La soldadura por láser de fibra está revolucionando sectores como el automovilístico o el aeroespacial. En este artículo, descubrirá cómo esta tecnología de vanguardia está remodelando la fabricación, aumentando la eficiencia y abriendo nuevas posibilidades. Prepárese para explorar las diversas aplicaciones y aprenda cómo la soldadura por láser de fibra se está convirtiendo en una herramienta indispensable en el mundo de la alta tecnología actual.
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 muchos sectores, la soldadura por láser de fibra se ha utilizado con éxito con diferentes metales, formas de componentes, tamaños y volúmenes.
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 el equipo y el proceso de soldadura por láser de fibra óptica adecuados, pueden producirse soldaduras de alta calidad de aleación de aluminio de la serie 3000.
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 soldadura por láser de fibra óptica. Las razones para utilizar la soldadura por láser de fibra en sustitución del primer proceso de soldadura por arco robotizado son las siguientes:
La soldadura por láser de fibra 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.
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 la soldadura por láser de fibra de aleaciones de aviación basadas en níquel y titanio. En muchas aplicaciones aeroespaciales, el criterio de diseño clave para 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.
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.
El 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.
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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