En los modernos hornos de fabricación industrial,Soldadura por láser y soldadura por arcoson como dos herramientas afiladas con bordes distintos, que apoyan conjuntamente la enorme demanda de conexiones metálicas.Aunque sus campos de aplicación a veces se superponen, también forman distintivas distinciones en las características fundamentales.Una comprensión profunda de las diferencias esenciales entre estas dos principales tecnologías es la piedra angular clave para lograr una selección precisa y maximizar la eficiencia en la práctica de la ingeniería.
I. Fuentes de energía: desde los cuantos de luz hasta los arcos ionizantes
Soldadura láser: La soldadura láser es un método de soldadura eficiente y preciso que utiliza un haz láser con alta densidad de energía como fuente de calor.La soldadura láser es una de las aplicaciones importantes de la tecnología de procesamiento de materiales láserLa soldadura por láser se puede lograr mediante el uso de haces láser continuos o pulsados. Los principios de la soldadura por láser se pueden dividir en soldadura por conducción térmica y soldadura por penetración profunda por láser.
El principio de la soldadura con láser de conducción térmica es el siguiente: la radiación láser calienta la superficie a procesar y el calor de la superficie se difunde en el interior a través de la conducción térmica.Al controlar los parámetros del láser como el anchoEn el caso de las piezas de trabajo, la energía, la potencia máxima y la frecuencia de repetición del pulso láser, la pieza de trabajo se funde para formar un conjunto de fundido específico.
(1) Densidad de potencia La densidad de potencia es uno de los parámetros más cruciales en el procesamiento láser.la capa superficial puede calentarse hasta el punto de ebullición en un intervalo de tiempo de microsegundosPor lo tanto, la alta densidad de potencia es beneficiosa para el procesamiento de eliminación de materiales, como perforación, corte y grabado.toma varios milisegundos para que la temperatura de la capa superficial alcance el punto de ebulliciónAntes de que la capa superficial se vaporice, la capa inferior alcanza el punto de fusión, lo que favorece la formación de una buena soldadura de fusión.
(2) Forma de onda de los pulsos láser La forma de onda de los pulsos láser es un tema importante en la soldadura láser, especialmente para la soldadura de láminas finas.Cuando un haz láser de alta intensidad se dirige a la superficie de un material, 60 a 98% de la energía del láser en la superficie del metal se reflejará y se perderá, y la reflectividad varía con la temperatura de la superficie.La reflectividad de los metales varía mucho..
(3) ancho del pulso del láser. el ancho del pulso es uno de los parámetros importantes en la soldadura por láser pulsado. no es sólo un parámetro crucial que distingue la eliminación de material de la fusión de material,pero también un parámetro clave que determina el costo y el volumen de los equipos de procesamiento.
(4) Velocidad de soldadura: la velocidad de soldadura afecta a la cantidad de calor ingresado por unidad de tiempo. Si la velocidad de soldadura es demasiado lenta, la entrada de calor será demasiado grande, lo que hará que la pieza se queme.Si la velocidad de soldadura es demasiado rápida, la entrada de calor será demasiado pequeña, por lo que la pieza de trabajo no será penetrada.
Soldadura por arco: Su energía proviene del arco formado por la descarga continua entre el electrodo (electrodo o alambre) y la pieza de trabajo.La alta temperatura generada por el arco eléctrico (generalmente por encima de 5000 ° C) hace que el electrodo y el metal base se derritan simultáneamente para formar un charco fundidoDependiendo del tipo de electrodo y del método de protección, se clasifica además en múltiples enfoques:
Soldadura por arco metálico a gas (MIG/MAG): alimenta continuamente el cable de soldadura como electrodo y rocía simultáneamente gas de blindaje inerte o activo (argón, CO2 o sus mezclas).
Soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG): utiliza un electrodo de tungsteno refractario y está protegido por gas inerte (principalmente argón).y el material base se derrite por el calor del arco.
Soldadura por arco metálico blindado (SMAW): el electrodo recubierto se derrite bajo el calor del arco eléctrico, y el recubrimiento genera gas y escoria protectores para cubrir el charco fundido.
Soldadura por arco sumergido (SAW): el cable de soldadura y el flujo granular se introducen simultáneamente en la zona de arco.y el flujo se derrite para formar escoria que cubre la piscina fundida.
II. Análisis en profundidad de las dimensiones de rendimiento básicas
Soldadura láser: ventajas significativas: la energía está muy concentrada, la entrada de calor es extremadamente baja y la zona afectada por el calor es muy estrecha.Esto reduce significativamente la deformación de la soldadura y la tensión residual, especialmente adecuado para placas delgadas, piezas de precisión y componentes ensamblados, evitando efectivamente los procesos de corrección engorrosos posteriores.
Soldadura por arco: la entrada de calor es relativamente alta y ampliamente distribuida, y la zona afectada por el calor es significativamente más amplia.especialmente en la soldadura de placas finas, donde se requiere un diseño de herramientas y una planificación de la secuencia de soldadura particularmente cuidadosos.
Velocidad y eficiencia de soldadura
Soldadura por láser: ventajas significativas: tiene una densidad de energía extremadamente alta y una velocidad de soldadura muy superior a la de la mayoría de los métodos de soldadura por arco.Sus ventajas en las líneas de producción automatizadas de alta velocidad son insustituibles.
Soldadura por arco: La velocidad es relativamente lenta. Aunque la soldadura por arco sumergido o la soldadura por MIG de alta velocidad pueden lograr velocidades relativamente altas, generalmente siguen siendo más bajas que la soldadura por láser.Su eficiencia está limitada por las propiedades físicas del arco y el proceso de transición de gotas.
Capacidad de penetración y formación de soldadura:
Soldadura por láser: ventajas (especialmente soldadura por penetración profunda).y puede penetrar placas gruesas en un solo pasoLas costuras de soldadura suelen ser estrechas y profundas, con una superficie lisa y hermosa.
Soldadura por arco: su capacidad de penetración es relativamente limitada y la relación profundidad-ancho es pequeña.La anchura de la costura de soldadura es generalmente mayor que la de la soldadura con láser, y la formación depende de los parámetros específicos del proceso y de las habilidades del soldador.
Iii. Adaptabilidad del material y rango de espesor:
Soldadura por láser
Materiales ventajosos: Los metales comunes como el acero al carbono, el acero inoxidable, la aleación de aluminio y la aleación de titanio son todos aplicables.longitudes de onda especiales (luz verde), luz azul) o de mayor potencia se requieren para superar la reflexión.
Los láseres de alta potencia (como los láseres de fibra de 10.000 vatios) también pueden soldar materiales más gruesos (> 10 mm), pero el costo del equipo se ha disparado.La soldadura de metales diferentes (como el acero y el aluminio) tiene un gran potencial, pero requiere un control preciso.
Soldadura por arco
Ventajas: Es aplicable a una gama muy amplia de materiales, cubriendo casi todos los metales soldables (acero, acero inoxidable, aluminio, cobre, aleaciones a base de níquel, hierro fundido, etc.).No hay dificultades especiales para los materiales altamente reflectantes.
Rango de espesor: adaptabilidad muy amplia. It can handle everything from ultra-thin foils (requiring special technologies such as micro-beam TIG/Plasma) to giant structures hundreds of millimeters thick (such as submerged arc welding for shipbuilding and electroslag welding of thick plates), y es la fuerza principal en la soldadura de piezas gruesas y grandes.
La soldadura láser, con sus características de alta velocidad, baja entrada de calor, alta precisión y gran relación de aspecto, se ha destacado en los campos de fabricación de precisión y automatización eficiente.Soldadura por arco, con sus ventajas de amplia adaptabilidad de los materiales, gran capacidad de placa gruesa, bajo costo de equipo y operación flexible, tiene una base profunda en la industria pesada y la construcción in situ.Ambos aprovechan sus fortalezas en el gran proyecto de fabricación industrial y impulsan conjuntamente la continua expansión de los límites de las tecnologías de conexiónLa sabiduría de un ingeniero consiste en percibir las exigencias fundamentales de escenarios de aplicación específicos y en encontrar el punto de equilibrio más adecuado en el triángulo de coste, eficiencia y calidad.hacer que la conexión de los metales sea firme y confiable, así como eficiente y económico.