Materiales de soldadura láser explicados

La soldadura láser es el proceso de utilizar pulsos láser de alta energía para calentar localmente una pequeña área de un material. La energía de la radiación láser se transfiere al material mediante transferencia de calor, lo que hace que el material se funda y forme un charco fundido específico, logrando así el objetivo de soldadura.

Una máquina de soldadura láser es un dispositivo que se utiliza para el procesamiento de materiales con láser. Según su modo de funcionamiento, se puede clasificar en cuatro tipos: máquina de soldadura láser de moldes, máquina de soldadura láser automática, máquina de soldadura láser por puntos y máquina de soldadura láser por transmisión de fibra óptica.

soldadura por láser

Material soldable

Troquel de acero

La máquina de soldadura láser se puede utilizar para soldar acero para moldes de S136, SKD-11, NAK80,8407,718,738, H13, P20, W302, 2344 y otros modelos, y el efecto de soldadura es bueno.

C acero al carbono

El acero al carbono se puede soldar eficazmente con una máquina de soldadura láser y la calidad de la soldadura depende de la presencia de impurezas. Para obtener una buena calidad de soldadura, se requiere precalentamiento cuando el contenido de carbono supera el 0,25%.

Al soldar aceros con diferentes contenidos de carbono, el soplete debe estar ligeramente inclinado hacia el material con bajo contenido de carbono para garantizar la calidad de la unión.

Debido a la rápida velocidad de calentamiento y enfriamiento de las máquinas de soldadura láser, a medida que aumenta el contenido de carbono, también aumenta la susceptibilidad a sufrir grietas y muescas en la soldadura.

Tanto los aceros con contenido medio y alto de carbono como los aceros de aleación comunes se pueden soldar bien con un láser, pero es necesario un tratamiento de precalentamiento y posterior a la soldadura para aliviar la tensión y prevenir el agrietamiento.

acero inoxidable

En general, soldando acero inoxidable es más fácil obtener uniones de alta calidad que con los métodos de soldadura tradicionales.

La alta velocidad de soldadura y la pequeña zona afectada por el calor de la soldadura láser reducen los riesgos de sobrecalentamiento y los efectos negativos del gran coeficiente de expansión lineal al soldar acero inoxidable, lo que resulta en soldaduras libres de defectos como poros e inclusiones.

En comparación con el acero al carbono, el acero inoxidable es más fácil de obtener soldaduras de penetración estrecha y profunda debido a su baja conductividad térmica, alta absorción de energía y fusión eficiente.

Soldar placas delgadas con láseres de baja potencia puede dar como resultado uniones visualmente atractivas con soldaduras suaves y hermosas.

Cobre y aleaciones de cobre.

La soldadura de cobre y aleaciones de cobre puede provocar problemas de penetración y fusión incompleta, lo que requiere el uso de fuentes de calor concentradas de energía de alta potencia y medidas de precalentamiento.

Cuando la pieza es delgada o tiene poca rigidez estructural y sin medidas para evitar la deformación, pueden ocurrir grandes deformaciones después de la soldadura. Además, cuando la unión soldada está sujeta a restricciones rígidas importantes, pueden producirse tensiones de soldadura.

El craqueo térmico también es un problema común en la soldadura de cobre y aleaciones de cobre.

La porosidad es un defecto frecuente en la soldadura de cobre y aleaciones de cobre.

El plastico

La tecnología de soldadura láser se puede aplicar a casi todos los termoplásticos y elastómeros termoplásticos, incluidos materiales comunes como PP, PS, PC, ABS, poliamida, PMMA, polioximetileno, PET y PBT.

Sin embargo, otros plásticos de ingeniería, como el sulfuro de polifenileno (PPS) y los polímeros de cristal líquido, no se pueden soldar directamente mediante tecnología láser debido a su baja transmitancia láser.

En general, se agrega negro de humo al material del fondo para aumentar su capacidad de absorber energía, lo que le permite cumplir con los requisitos de la soldadura por transmisión láser.

Soldadura láser de aleación de aluminio.

El principal desafío en la soldadura láser de aluminio y sus aleaciones es su alta reflectividad hasta 10,8 µm de rayos láser de CO 2 .

El aluminio es un excelente conductor del calor y la electricidad y su alta densidad de electrones libres lo convierte en un eficaz reflector de luz.

Con una reflectividad superficial inicial superior al 90%, la soldadura de penetración profunda debe comenzar con menos del 10% de la energía de entrada, requiriendo una alta potencia de entrada para asegurar la densidad de potencia necesaria al inicio de la soldadura. Esto da como resultado la formación de pequeños agujeros.

Soldadura láser de aleaciones de magnesio.

Las aleaciones de Mg tienen una densidad un 36% menor que la del Al, lo que las hace muy atractivas como materiales de alta resistencia específica.

Para explorar su potencial de soldadura, se realizaron pruebas utilizando láseres YAG pulsados ​​y láseres CO 2 continuos.

Para la aleación AZ31B-H244 (3,27% Al, 0,79% Zn) con un espesor de placa de 1,8 mm, las mejores condiciones de soldadura con defectos mínimos fueron una potencia promedio de 0,8 kW, duración del pulso de 5 ms, frecuencia de 120 Hz, velocidad de 300 mm/ s y tamaño de enfoque 0,42 mm.

Se ha descubierto que la soldadura continua con láser de CO2 produce buenas soldaduras penetrantes.

Acero de baja aleación y alta resistencia

Para la soldadura láser de aceros de baja aleación y alta resistencia, la selección adecuada de los parámetros de soldadura puede dar lugar a uniones con propiedades mecánicas equivalentes a las del metal base.

El acero HY-130 es un acero representativo de baja aleación y alta resistencia que, después del templado y revenido, tiene alta resistencia y resistencia al agrietamiento.

Utilizando métodos de soldadura convencionales, las estructuras de soldadura y de la zona afectada por el calor (HAZ) exhiben una mezcla de granos gruesos, algunos granos finos y la estructura original.

Sin embargo, la tenacidad y la resistencia al agrietamiento en la unión es menor que la del metal base, y las estructuras soldadas y HAZ son particularmente susceptibles al agrietamiento en frío en su estado soldado.

Material soldable

resumen

La soldadura láser se puede utilizar para unir una amplia variedad de materiales e incluso se puede utilizar para soldar metales diferentes.

Los estudios han demostrado que la soldadura láser se puede realizar entre varias combinaciones de diferentes metales, como cobre-níquel, níquel-titanio, cobre-titanio, titanio-molibdeno, latón-cobre y acero-cobre con bajo contenido de carbono, bajo ciertas condiciones. .

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