M1.4 Soldadura por Laser
Introducción a tecnicas de manufactura avanzadas
M1.4 Soldadura por Laser
La soldadura por rayo láser (LBW, por sus siglas en ingles)
o con más frecuencia la soldadura por láser (LW, por sus siglas en inglés) es
una técnica de unión térmica para unir metales (y plásticos) por láser. La
soldadura por láser es una técnica de soldadura de penetración profunda por un
orificio en aplicaciones de ingeniería. El rayo láser se enfoca y se alinea con
la superficie o una posición situada ligeramente por debajo del grosor del
material. Debido a la densidad de potencia extremadamente alta (> 106 W /
cm2) del rayo enfocado, el metal se vaporiza dentro del orificio a medida que
el rayo pasa por la unión, el material licuado circundante fluye hacia la parte
posterior del orificio y se solidifica, formando una soldadura. La soldadura
por láser difiere del corte por láser porque el material fundido no es
desplazado por un chorro de gas, sino que es protegido por un proceso de gas
protector de baja presión.
Método
Durante la soldadura por láser original no se utiliza un
material de relleno consumible. La característica clave de la soldadura por
láser genuina en las aplicaciones de adhesión de acero es el cordón de
soldadura, que tiene propiedades de material similares al del metal base. En
algunos casos, es posible añadir un alambre de relleno a la soldadura por
láser, y este puede ser un alambre de alimentación frío o un alambre calentado
por inducción para reducir los efectos térmicos en el material fundido. Otro método
común es la soldadura híbrida, donde se combinan el láser y la soldadura MAG.
En la soldadura híbrida, la entrada de calor está a un nivel mayor que en la
soldadura por láser genuina, pero esta sigue siendo mucho más baja que la
soldadura MAG tradicional. La soldadura híbrida permite mayor velocidad de
soldadura y materiales más gruesos.
El proceso de soldadura por láser se utiliza casi
invariablemente en aplicaciones a gran escala con automatización, permitiendo
una velocidad de soldadura de 1-5m/min. El láser tradicional CO2 aún se
utiliza; sobre todo en líneas de soldadura de chapas grandes, aunque el láser
de fibra se usa cada vez con más frecuencia en líneas de soldadura por láser
instaladas recientemente, y constituye la única opción en las líneas de
soldadura robóticas 3D avanzadas. La soldadura por láser y la soldadura híbrida
por láser son métodos de trabajo estándar en la industria automotriz, la
construcción naval y ferroviaria con una tendencia de rápido crecimiento en el
equipamiento agrícola, la carrocería de volquetes y los contenedores.
Las piezas a medida soldadas por láser están en cada
vehículo fabricado desde hace muchos años, con diferentes grosores y diferentes
calidades de acero en las piezas estructurales como el subchasis, las barras de
la suspensión, piezas de seguridad y refuerzo, etc. con cientos de millones de
piezas a medida soldadas por láser fabricadas cada año por líneas de soldadura
robótica 3D.
La soldadura por láser es un método de soldadura de bajo
aporte de calor con una soldadura de penetración completa reducida, que hace
posible un resultado final estético. Cuando se unen grandes hojas finas, la
soldadura por láser es en muchos casos el único método usado para evitar la
distorsión térmica del producto final. La soldadura por láser es el mejor
método para minimizar la pérdida de las propiedades base del material, como la
dureza y la resistencia.
Características de la soldadura por láser
Ventajas
- Excelente propiedades mecánicas
- Zonas afectadas por el calor muy limitadas
- Eficiencia muy alta
- Muy buenas propiedades antidesgaste
- Baja distorsión térmica, es decir, planicidad excelente
- Láminas largas y anchas con elevadas posibilidades de personalizar su grosor y sus propiedades
- Más económica en comparación con los métodos tradicionales
- Permite la soldadura de láminas con diferentes calidades de acero y dimensiones
- Elevados costes de inversión en comparación con los métodos tradicionales
- Grosor del material limitado (el máximo hoy en día es de 25 mm con un método híbrido)
La soldadura por láser es el mejor método de soldadura
recomendado para aceros de menor grosor, alta resistencia y antidesgaste.
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