Soldadura de acero al carbono y acero de baja aleación.
(1) Cuando el equivalente de carbono supera el 0,3%, los desafíos en la soldadura aumentan debido a una mayor dificultad, una mayor sensibilidad al agrietamiento en frío y una mayor tendencia a la fractura frágil del material en condiciones de fatiga y baja temperatura. Para mitigar estos desafíos, se pueden tomar las siguientes medidas:
- Precalentamiento o postcalentamiento
- Adopción de soldadura de doble haz, con un haz enfocado y el otro desenfocado
- Asegurar la penetración utilizando en la medida de lo posible menor potencia y velocidad de soldadura.
(2) La soldadura de materiales con alto contenido de carbono y materiales con bajo contenido de carbono puede facilitarse mediante el uso de soldadura compensada, que limita la transformación de la martensita y reduce la formación de grietas.
(3) El rendimiento de la soldadura láser de acero muerto y acero semiacabado es superior porque se añaden desoxidantes como el silicio y el aluminio antes de la fundición, lo que reduce el contenido de oxígeno en el acero a niveles muy bajos.
(4) El acero con un contenido de azufre y fósforo superior al 0,04 % es propenso a sufrir grietas térmicas durante la soldadura láser.
(5) Generalmente no se recomienda la soldadura láser para acero galvanizado con estructuras superpuestas.
Soldadura de acero inoxidable
(1) El acero inoxidable tiene un excelente rendimiento de soldadura láser.
(2) En comparación con el acero al carbono, el acero inoxidable austenítico tiene una conductividad térmica más baja, siendo sólo 1/3 de la del acero al carbono. Sin embargo, tiene una tasa de absorción ligeramente mayor. Esto da como resultado una penetración ligeramente más profunda durante la soldadura láser (alrededor del 5 % al 10 %) en comparación con el acero al carbono normal.
(3) Durante la soldadura láser de acero inoxidable Cr-Ni, el material tiene una alta absorción de energía y una fusión eficiente.
(4) El acero inoxidable ferrítico ha mejorado la plasticidad y la tenacidad de la soldadura cuando se suelda mediante soldadura láser en comparación con otros métodos de soldadura.
(5) La soldadura por láser de acero inoxidable se utiliza en diversas aplicaciones industriales, como la soldadura de tubos de acero inoxidable y paquetes de combustible nuclear en centrales nucleares, así como en la industria química.
Soldadura láser de metales no ferrosos.
1. Soldadura láser de aleación de aluminio.
La soldadura de penetración profunda es una técnica comúnmente utilizada en la soldadura láser de aleaciones de aluminio. Los principales desafíos en este proceso son la alta reflectividad de la aleación de aluminio al rayo láser y su alta conductividad térmica.
Un problema que surge durante la soldadura láser de aluminio y aleaciones de aluminio es el fuerte aumento de la solubilidad del hidrógeno en el material a medida que aumenta la temperatura, lo que lleva a la formación de poros en la soldadura.
En la soldadura de penetración profunda también existe el riesgo de que se produzcan cavidades en las raíces y una mala formación del cordón de soldadura.
Al soldar con láser aluminio y aleaciones de aluminio, hay tres desafíos principales que deben abordarse: porosidad, agrietamiento térmico e irregularidades significativas en la soldadura.
La alta reflectividad de las aleaciones de aluminio hace que la soldadura por láser sea un gran desafío. Para superar esto, se debe utilizar un láser de alta potencia.
2. Soldadura láser de aleación de titanio.
La aleación de titanio es un excelente material estructural con una notable resistencia específica, buena ductilidad y tenacidad y una excepcional resistencia a la corrosión.
Sin embargo, el titanio tiene propiedades químicas altamente reactivas y es muy susceptible a la oxidación.
Además, el titanio también es extremadamente sensible a la fragilización provocada por la presencia de átomos de oxígeno, hidrógeno, nitrógeno y carbono.
Por ello, es fundamental prestar mucha atención a la limpieza de las juntas y proporcionar una adecuada protección contra gases durante los procesos de soldadura y fabricación.
3. Soldadura láser de superaleaciones.
La soldadura láser es capaz de soldar todo tipo de superaleaciones, incluidas aquellas con altos niveles de Al y Ti que son difíciles de soldar mediante soldadura por arco, dando como resultado uniones de alta calidad.
Para soldar superaleaciones, los generadores láser que se utilizan normalmente son láseres pulsados o láseres continuos de CO2 con potencias de 1 a 50 kW.
Se recomienda utilizar helio o una mezcla de helio y una pequeña cantidad de hidrógeno como gas protector durante la soldadura láser de superaleaciones.
4. Soldadura láser de diferentes materiales.
La soldadura láser se puede utilizar para unir metales diferentes, como cobre-níquel, níquel-titanio, titanio-aluminio y acero-cobre con bajo contenido de carbono, en condiciones específicas.
Además de metales, la soldadura láser también se puede utilizar para soldar cerámica, vidrio, materiales compuestos y más.
Al soldar cerámica, es necesario precalentarlo para evitar grietas. La temperatura de precalentamiento recomendada es de 1500°C y la soldadura se realiza al aire.
Normalmente se utiliza una lente de enfoque de longitud focal larga para soldar cerámicas con láser, y también se puede rellenar con alambre de soldadura para mejorar la resistencia de la unión.
Sin embargo, al soldar compuestos de matriz metálica, se pueden formar fácilmente fases quebradizas, lo que provoca grietas y una disminución de la resistencia de la unión.
