1. Introducción
La tecnología de soldadura por láser presenta una baja entrada de calor, costuras de soldadura densas y estéticamente agradables, un control de alta precisión y una fácil integración de automatización.permitiendo su rápida adopción en la industria de la fabricación de metalesSin embargo, no todos los materiales son adecuados para la soldadura por láser.y las condiciones de la superficie pueden influir en la calidad de la soldaduraPor lo tanto, comprender la gama de materiales aplicables y las limitaciones de la soldadura láser es crucial para la selección de equipos, la planificación de procesos y el control de calidad de la producción.
2. Rango de materiales aplicables
La soldadura láser es adecuada para múltiples categorías de materiales metálicos, entre los cuales los materiales ferrosos representan el campo de aplicación más maduro.y el acero inoxidable muestran una buena absorción del haz láserLas aleaciones a base de níquel también muestran microestructuras estables durante la soldadura con una baja tendencia a la grieta.y se utilizan ampliamente en componentes aeroespaciales y bateríasEstos materiales se consideran los más amigables con el láser.
El aluminio y las aleaciones de aluminio también son soldables, aunque con mayor dificultad de proceso en comparación con los materiales ferrosos.y bajo punto de fusiónPor lo tanto, la soldadura de aluminio generalmente requiere una mayor potencia láser, un control de posición focal más preciso,y la selección de gas de blindaje optimizada para garantizar la estabilidad del proceso y la densidad de soldaduraA pesar de los desafíos, las aleaciones de aluminio se utilizan con frecuencia en las carcasas de las baterías, las carcasas de los productos electrónicos de consumo y las estructuras aeroespaciales.
El cobre y las aleaciones de cobre representan materiales con una dificultad de soldadura aún mayor.que resulta en una baja eficiencia inicial del acoplamiento láser y frecuentes defectos como la falta de fusiónCon el desarrollo de láseres de fibra de alta potencia, láseres verdes y fuentes de láser pulsadas, el uso de las fibras de láser de alta potencia se ha convertido en un problema de gran importancia.El rendimiento de soldadura de cobre ha mejorado y se utiliza cada vez más en barras de batería, conectores eléctricos, terminales y componentes electrónicos de precisión.
La soldadura láser también es adecuada para metales preciosos como el oro, la plata y el platino.Aunque tienen una alta conductividad térmicaLos láseres pulsados se utilizan comúnmente para la micro-saldadura de precisión, ofreciendo una consistencia de soldadura y una calidad de superficie excepcionales.
3Materiales con limitaciones
La soldadura por láser no es adecuada para todos los materiales. Los aceros de alto carbono y el hierro fundido, aunque pertenecen al sistema ferroso, contienen un mayor contenido de carbono.Tienden a formar microestructuras duras y quebradizasEstos materiales requieren precalentamiento, enfriamiento controlado o reducción de la densidad de energía para minimizar los defectos de soldadura.
El zinc, el magnesio y algunas aleaciones de magnesio-aluminio también presentan limitaciones de proceso. Estos materiales tienen bajos puntos de fusión y altas presiones de vapor, que tienden a producir porosidad, salpicaduras,y estanques fundidos inestablesAunque la optimización del proceso puede mejorar el rendimiento, las aplicaciones industriales siguen siendo relativamente limitadas.
Los materiales con recubrimientos superficiales como la plata, el níquel o el oro presentan desafíos adicionales.que conduce a un acoplamiento insuficiente o a una fusión inconsistenteAdemás, los recubrimientos de múltiples capas pueden delaminarse bajo el calor debido a la escasa adhesión de la interfaz.
Para los materiales no metálicos, los sistemas de soldadura láser convencionales no son adecuados para plásticos, caucho o compuestos.La soldadura de plásticos requiere procesos de soldadura de transmisión y emparejamientos de materiales específicos, por lo general aplicando sistemas de soldadura de plástico láser dedicados en lugar de fuentes láser metálicas convencionales.
4. Soldadura de metales diferentes
La soldadura láser también se utiliza para unir metales diferentes. Sin embargo, la compatibilidad metalúrgica, la falta de coincidencia de expansión térmica y las diferencias en el punto de fusión imponen restricciones significativas.El acero inoxidable y el acero al carbono son más fáciles de soldar juntos, mientras que los pares de aluminio acero inoxidable, cobre acero inoxidable y aluminio cobre son propensos a formar compuestos intermetálicos frágiles, lo que reduce la resistencia de las juntas.La práctica industrial a menudo adopta la soldadura por láserLa viabilidad depende más de la estrategia del proceso que de los propios materiales de base.
5- Limitaciones de los procesos y factores que influyen en ellos
La idoneidad del material para la soldadura por láser está determinada por múltiples factores influyentes, incluida la longitud de onda del láser, las características de absorción de la superficie, los elementos de aleación, la conductividad térmica,ReflectividadLos diferentes materiales tienen distintas ventanas de procesamiento, y las diferentes formas de procesamiento de los mismos pueden tener diferentes características.que requieren una selección cuidadosa del equipo y un ajuste de parámetros basados en las características del material.
6Conclusión
En resumen, las máquinas de soldadura por láser presentan una amplia aplicabilidad en el procesamiento de metales.mientras que las aleaciones de aluminio y cobre son soldables pero requieren un control avanzado del procesoAlgunos materiales de alto contenido de carbono, metales recubiertos y aleaciones ligeras presentan limitaciones de aplicación.y plásticos o materiales no metálicos requieren sistemas láser especializados en lugar de las fuentes de soldadura metálica convencionalesCon el avance de los láseres de fibra de alta potencia, las fuentes de láser verde/azul y los láseres ultrarrápidos, la gama de materiales aplicables continúa expandiéndose.Se espera que se superen los cuellos de botella actuales de la soldadura en más sectores industriales.