¿Qué es la soldadura láser? ¡Explicación de la soldadura láser! Todo lo que necesitas saber sobre la soldadura láser, incluyendo el principio clave y los principales parámetros del proceso.
Muchos clientes no comprenden los principios básicos de funcionamiento de la máquina de soldadura láser, y mucho menos cómo elegir la máquina de soldadura láser adecuada, sin embargo, Mimowork Laser está aquí para ayudarlo a tomar la decisión correcta y brindarle soporte adicional para ayudarlo a comprender la soldadura láser.
¿Qué es la soldadura láser?
La soldadura láser es un tipo de soldadura por fusión, que utiliza el rayo láser como fuente de calor de soldadura. El principio de soldadura es que un método específico para estimular el medio activo, formando una oscilación de cavidad resonante y luego transformándose en el haz de radiación estimulado, cuando el haz y la pieza de trabajo entran en contacto entre sí, la energía es absorbida por la pieza de trabajo y cuando la temperatura alcanza el punto de fusión del material se puede soldar.
Según el mecanismo principal del baño de soldadura, la soldadura láser tiene dos mecanismos básicos: la soldadura por conducción térmica y la soldadura de penetración profunda (ojo de cerradura). El calor generado por la soldadura por conducción térmica se difunde a la pieza de trabajo mediante transferencia térmica, de modo que la superficie de la soldadura se funde y no se produce vaporización, lo cual se utiliza a menudo en la soldadura de componentes delgados a baja velocidad. La soldadura por fusión profunda vaporiza el material y forma una gran cantidad de plasma. Debido al elevado calor, se producirán agujeros en la parte frontal del baño de fusión. La soldadura por penetración profunda es el modo de soldadura láser más utilizado, ya que permite soldar la pieza de trabajo por completo y la gran energía de entrada, lo que permite una alta velocidad de soldadura.
Parámetros del proceso en la soldadura láser
Hay muchos parámetros del proceso que afectan la calidad de la soldadura láser, como la densidad de potencia, la forma de onda del pulso láser, el desenfoque, la velocidad de soldadura y la elección del gas de protección auxiliar.
Densidad de potencia del láser
La densidad de potencia es uno de los parámetros más importantes en el procesamiento láser. Con una densidad de potencia más alta, la capa superficial puede calentarse hasta el punto de ebullición en un microsegundo, lo que resulta en una gran cantidad de vaporización. Por lo tanto, una alta densidad de potencia resulta ventajosa para procesos de eliminación de material como taladrado, corte y grabado. Con una densidad de potencia baja, la temperatura superficial tarda varios milisegundos en alcanzar el punto de ebullición, y antes de que la superficie se vaporice, la base alcanza el punto de fusión, lo que facilita la formación de una buena soldadura por fusión. Por lo tanto, en la soldadura láser por conducción de calor, el rango de densidad de potencia es de 104-106 W/cm².
Forma de onda del pulso láser
La forma de onda del pulso láser no solo es un parámetro importante para distinguir entre la remoción y la fusión de material, sino también un parámetro clave para determinar el volumen y el costo del equipo de procesamiento. Cuando se dispara un rayo láser de alta intensidad sobre la superficie del material, esta refleja entre el 60 % y el 90 % de la energía láser, lo que se considera pérdida, especialmente en oro, plata, cobre, aluminio, titanio y otros materiales con alta reflectancia y rápida transferencia de calor. La reflectancia de un metal varía con el tiempo durante un pulso láser. Cuando la temperatura superficial del material alcanza el punto de fusión, la reflectancia disminuye rápidamente, y cuando la superficie se funde, se estabiliza en un valor determinado.
Ancho de pulso láser
El ancho de pulso es un parámetro importante de la soldadura láser pulsada. Este se determina por la profundidad de penetración y la zona afectada por el calor. Cuanto mayor sea el ancho de pulso, mayor será la zona afectada por el calor, y la profundidad de penetración aumenta con la mitad de la potencia del ancho de pulso. Sin embargo, el aumento del ancho de pulso reduce la potencia de pico, por lo que este se utiliza generalmente para la soldadura por conducción de calor, lo que resulta en una soldadura ancha y poco profunda, especialmente adecuada para la soldadura por solape de placas delgadas y gruesas. Sin embargo, una potencia de pico menor genera un exceso de entrada de calor, y cada material tiene un ancho de pulso óptimo que maximiza la profundidad de penetración.
Cantidad de desenfoque
La soldadura láser suele requerir cierto grado de desenfoque, ya que la densidad de potencia del centro del punto en el foco láser es demasiado alta, lo que facilita la evaporación del material de soldadura y la formación de agujeros. La distribución de la densidad de potencia es relativamente uniforme en cada plano alejado del foco láser.
Hay dos modos de desenfoque:
Desenfoque positivo y negativo. Si el plano focal se encuentra por encima de la pieza de trabajo, se produce un desenfoque positivo; de lo contrario, se produce un desenfoque negativo. Según la teoría de la óptica geométrica, cuando la distancia entre los planos de desenfoque positivo y negativo y el plano de soldadura es igual, la densidad de potencia en el plano correspondiente es aproximadamente la misma, pero, de hecho, la forma del baño de fusión resultante es diferente. En caso de desenfoque negativo, se puede obtener una mayor penetración, lo cual está relacionado con el proceso de formación del baño de fusión.
Velocidad de soldadura
La velocidad de soldadura determina la calidad de la superficie, la profundidad de penetración, la zona afectada por el calor, etc. La velocidad de soldadura afecta la entrada de calor por unidad de tiempo. Si la velocidad de soldadura es demasiado lenta, la entrada de calor es demasiado alta, lo que provoca la quema de la pieza. Si la velocidad de soldadura es demasiado rápida, la entrada de calor es insuficiente, lo que resulta en una soldadura parcial e incompleta de la pieza. Generalmente, se reduce la velocidad de soldadura para mejorar la penetración.
Gas auxiliar de protección contra golpes
El gas auxiliar de protección contra soplado es un procedimiento esencial en la soldadura láser de alta potencia. Por un lado, evita que los materiales metálicos se pudran y contaminen el espejo de enfoque; por otro, evita que el plasma generado durante la soldadura se enfoque demasiado y que el láser alcance la superficie del material. En la soldadura láser, se suelen utilizar helio, argón, nitrógeno y otros gases para proteger el baño de fusión y evitar la oxidación de la pieza. Factores como el tipo de gas protector, la magnitud del flujo de aire y el ángulo de soplado influyen considerablemente en los resultados de la soldadura, y los diferentes métodos de soplado también influyen en la calidad de la misma.
Nuestro soldador láser de mano recomendado:
Soldador láser: entorno de trabajo
◾ Rango de temperatura del entorno de trabajo: 15 ~ 35 ℃
◾ Rango de humedad del entorno de trabajo: < 70% Sin condensación
◾ Enfriamiento: el enfriador de agua es necesario debido a la función de eliminación de calor de los componentes de disipación de calor del láser, lo que garantiza que la soldadora láser funcione bien.
(Para obtener información detallada sobre el uso y la guía del enfriador de agua, puede consultar:Medidas de protección contra la congelación para sistemas láser de CO2)
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Hora de publicación: 22 de diciembre de 2022