¿Cómo funciona la soldadura láser?

Cómo funciona la soldadura láser

El núcleo de la soldadura láser es usar el haz láser de alta energía generado por el láser para enfocarse en la superficie de la pieza de trabajo a través del sistema óptico para formar un punto de alta densidad de energía, lo que desencadena la fusión o vaporización del material para lograr la soldadura.

Los láseres utilizan energía eléctrica, óptica o química para excitar materiales de trabajo (como gases, cristales o fibras ópticas) para producir emisión estimulada, formando un haz de alta energía.

2. Transmisión y enfoque del haz láser: Transmisión: El haz láser se transmite al cabezal de soldadura a través de una fibra óptica o sistema de lentes, minimizando la pérdida de energía.

Foco: El sistema óptico enfoca el haz láser sobre la superficie de la pieza de trabajo, formando un punto típicamente con un diámetro de 0,1 a 1 mm. Después del enfoque, la energía láser está altamente concentrada, suficiente para llevar rápidamente el material a su punto de fusión o ebullición.

3.La interacción entre el láser y los materiales: Absorción de energía: Cuando el haz láser golpea la superficie de la pieza de trabajo, parte de la energía de luz es absorbida por el material y convertida en energía térmica. La tasa de absorción está relacionada con el tipo de material, la condición de la superficie (como la rugosidad, el recubrimiento) y la longitud de onda del láser.

Efecto térmico: La energía absorbida hace que la temperatura superficial del material aumente rápidamente, lo que puede conducir a la fusión (se forma una piscina fundida cuando el material alcanza el punto de fusión, que es adecuado para la soldadura por conducción) y la vaporización (si la densidad de energía es extremadamente alta, la superficie del material puede vaporizarse, lo que es adecuado para la soldadura por penetración profunda)

Formación y solidificación de la piscina fundida: En la soldadura por penetración profunda, el metal fundido alrededor del orificio de llave forma una piscina fundida de equilibrio dinámico bajo la acción de la diferencia de presión dentro y fuera del orificio de llave y la tensión superficial. Cuando el haz láser se mueve, la piscina fundida se mueve con él, y los materiales circundantes se enfrían y solidifican rápidamente para formar una soldadura.

Ventajas de la soldadura láser

Alta precisión: El haz láser puede enfocarse hasta el nivel de micrón, lo que lo hace adecuado para soldar estructuras complejas y componentes pequeños.

Baja entrada de calor: La zona afectada por el calor se minimiza, reduciendo la deformación del material y el estrés.

Eficiente y flexible: permite la soldadura de alta velocidad, lo que lo hace adecuado para líneas de producción automatizadas y soporta la soldadura de materiales múltiples y diferentes.

Sin contacto: No se requiere contacto físico, lo que reduce el desgaste y lo hace adecuado para geometrías complejas.

Resumen

La soldadura por láser es un proceso único. En comparación con los métodos de soldadura tradicionales, este proceso tiene muchas ventajas y es adecuado para muchos campos como automóvil, aeroespacial, médico y nueva energía. Con el avance de la tecnología, las perspectivas de aplicación de la soldadura láser serán aún más amplias.