Primero, ¿qué es un láser? El primer rayo láser del mundo se produjo en 1960 utilizando una bombilla para excitar granos de cristal de rubí. Debido a la limitación de la capacidad calorífica del cristal, sólo podía producir un haz de pulsos muy corto con una frecuencia muy baja. Aunque la energía máxima del pulso instantáneo puede llegar a 106 vatios, sigue siendo una producción de energía baja.
La tecnología láser utiliza un polarizador para reflejar el haz generado por el láser de modo que se concentre en un dispositivo de enfoque para producir un haz de enorme energía. Si el foco está cerca de la pieza de trabajo, ésta se derretirá y se evaporará en unos pocos milisegundos. Este efecto se puede utilizar en el proceso de soldadura. La aparición del CO de alta-potencia2y los láseres YAG de alta-potencia han abierto un nuevo campo en la soldadura láser. La clave de los equipos de soldadura láser son los láseres de alta-potencia. Hay dos categorías principales. Uno es el láser sólido, también conocido como láser Nd:YAG. El Nd (neodimio) es un elemento aristocrático raro, YAG significa granate de itrio y aluminio y su estructura cristalina es similar al rubí. La longitud de onda del láser Nd:YAG es de 1,06 μm. La principal ventaja es que el haz generado se puede transmitir a través de fibra óptica, por lo que se puede prescindir de un complejo sistema de transmisión del haz. Es adecuado para sistemas de fabricación flexibles o procesamiento remoto y generalmente se utiliza para piezas de trabajo con requisitos de alta precisión de soldadura. Los láseres Nd:YAG con potencias de salida de 3-4 kilovatios se utilizan habitualmente en la industria automovilística. El otro tipo es el láser de gas, también conocido como CO.2láser. Se utiliza gas molecular como medio de trabajo para producir un láser infrarrojo con un tamaño uniforme de 10,6 μm. Puede funcionar de forma continua y generar una potencia muy alta. La potencia del láser estándar está entre 2 y 5 kilovatios.
Comparada con otras tecnologías de soldadura tradicionales, las principales ventajas de la soldadura láser son:
1. Velocidad rápida, gran profundidad y pequeña deformación.
2. La soldadura se puede realizar a temperatura ambiente o en condiciones especiales, y el equipo de soldadura es sencillo. Por ejemplo, el rayo láser no se desviará al atravesar un campo electromagnético; Los láseres pueden realizar soldaduras en ambientes de vacío, aire y ciertos gases, y pueden soldar a través de vidrio o materiales transparentes al rayo láser.
3. Puede soldar materiales refractarios como titanio, cuarzo, etc., y también puede soldar materiales heterogéneos con buenos resultados.
4. Una vez enfocado el láser, la densidad de potencia es alta. Al soldar dispositivos de alta-potencia, la relación de aspecto puede alcanzar 5:1 y hasta 10:1.
5. Es posible la microsoldadura. Una vez enfocado el rayo láser, se puede obtener un punto muy pequeño y se puede colocar con precisión para poder aplicarlo.
Se utiliza en el ensamblaje y soldadura de micro y pequeñas piezas de trabajo en producción automatizada en masa.
6. Puede soldar piezas inaccesibles e implementar soldadura remota sin-contacto, lo que tiene una gran flexibilidad. Especialmente en los últimos años, la tecnología de transmisión de fibra óptica se ha adoptado en la tecnología de procesamiento láser YAG, lo que ha permitido que la tecnología de soldadura láser se promueva y aplique más ampliamente.
7. El rayo láser se puede dividir fácilmente en tiempo y espacio, lo que permite el procesamiento simultáneo de múltiples-haces y múltiples-estaciones, lo que proporciona las condiciones para una soldadura más precisa.
Sin embargo, la soldadura láser también tiene ciertas limitaciones:
1. Requiere una alta precisión de ensamblaje de las piezas de trabajo y que la posición del rayo láser en la pieza de trabajo no pueda desplazarse significativamente. Esto se debe a que el tamaño del punto del láser es pequeño después del enfoque, la costura de soldadura es estrecha y se agrega material de metal de aportación. Si la precisión del ensamblaje de la pieza de trabajo o la precisión del posicionamiento de la viga no cumple con los requisitos, pueden ocurrir fácilmente defectos de soldadura.
2. El costo de los láseres y los sistemas relacionados es relativamente alto, lo que resulta en una gran inversión inicial.
