Soldadura por láser
Soldadura láser : soldadura que utiliza un láser como fuente de energía.
La soldadura láser se utiliza para soldar metales idénticos y diferentes en radioelectrónica e ingeniería electrónica , permite soldar diferentes materiales con espesores desde varios micrómetros hasta decenas de milímetros.
Historia
La soldadura láser apareció después de la invención de N. G. Basov , A. M. Prokhorov , H. Towns en los años 60 del siglo XX, los láseres, la creación de potentes instalaciones láser de acción continua y pulsada.
Para 2019, se ha desarrollado un método para soldar vidrio a metal utilizando un láser de picosegundos. [una]
Cómo funciona
La esencia del proceso de soldadura por láser es la siguiente: la radiación láser se dirige a un sistema de enfoque, donde se enfoca en un haz más pequeño y golpea las partes a soldar, donde se refleja parcialmente, penetra parcialmente en el material, donde se absorbe, calienta y funde el metal, formando una soldadura.
La ventaja de la radiación láser es una alta concentración de energía: la soldadura láser se realiza a densidades de potencia láser E = 10 6 - 10 7 W / cm 2 , lo que permite soldar diferentes materiales con espesores desde varios micrómetros hasta decenas de milímetros. Cuando se sueldan productos de pequeño espesor de 0,05 a 1,0 mm, la soldadura se realiza con desenfoque del rayo láser.
La soldadura láser se realiza por penetración total y parcial en cualquier posición espacial. La soldadura se realiza por radiación continua o pulsada. Con radiación láser pulsada, la soldadura está formada por puntos de soldadura, su superposición en un 30–90%.
La soldadura láser se divide en tres tipos: microsoldadura (espesor o profundidad de penetración de hasta 100 micras), minisoldadura (profundidad de penetración de 0,1 a 1 mm) y macrosoldadura (profundidad de penetración superior a 1 mm).
Las modernas máquinas de soldar con láser de estado sólido realizan soldaduras de costura a una velocidad de hasta 5 mm/s con una frecuencia de impulsos de unos 20 Hz. La soldadura se realiza con materiales de relleno (alambre con un diámetro de aproximadamente 1,5 mm, cinta o polvo); el aditivo aumenta la sección transversal de la soldadura.
Beneficios
- la posibilidad de soldar estructuras de alta precisión;
- soldar sin editar ni mecanizar;
- alta velocidad de soldadura y eficiencia de trabajo (una lámina de acero de 20 mm de espesor se suelda con un arco eléctrico a una velocidad de 15 m / h en 5 a 8 pasadas, cuando se suelda con un rayo láser continuo, la lámina se suelda a una velocidad de 100 m/h en 1);
- alta seguridad ambiental en comparación con la soldadura tradicional;
- correas de temperatura mínima y deformación del metal (en comparación con otros métodos);
- buena apariencia, lo cual es importante, por ejemplo, al soldar carrocerías de automóviles .
Desventajas
- alto costo de los sistemas láser;
- baja eficiencia (0.01-15.0%).
Equipamiento
El equipo para soldadura láser incluye un láser, sistemas para enfocar la radiación, protección de gas del producto, movimiento del haz y el producto.
En la soldadura se utilizan láseres de estado sólido y de gas . Los láseres de estado sólido se basan en rubí, vidrio dopado con iones de neodimio, granate de itrio y aluminio (YAG) con neodimio y también a base de fibra de iterbio. Láseres de gas: se utiliza una mezcla de CO 2 , N 2 y He como fluido de trabajo.
La industria rusa produce sistemas láser LRS-100-500 HTS-200-500 LGT-2.01, TL-5M, MUL-1, LTA4-1, LTA4-2, dispositivos de la serie ALFA y ALFA-AUTO [2] . Las instalaciones permiten realizar soldaduras semiautomáticas en modo pulsado con control por microprocesador.
Literatura
Literatura tecnica:
- Nikolaev G. A. Soldadura en ingeniería mecánica: un libro de referencia en 4 volúmenes - M .: Mashinostroenie , 1978 (1-4 volúmenes).
- Blashchuk, V.E. Metal y soldadura: libro de texto / V.E. Blaschuk; 3ra ed., revisada. y adicional - Moscú: Stroyizdat, 2006. - 144 p.
- Malashchenko A. A. Soldadura láser de metales. M.: Mashinostroenie, 1984, 47 p.
- Grigoryants A. G. Soldadura láser de metales. M .: " Escuela Superior ", 1988. - 207 p.
Notas
- ↑ Los ingenieros aprendieron a soldar vidrio con metal usando un láser Copia de archivo del 24 de octubre de 2020 en Wayback Machine // Vesti - Nauka, 6 de marzo de 2019
- ↑ Máquina láser automatizada ALFA-Auto, comprar equipo de soldadura láser en Moscú . laser-form.ru Consultado el 13 de marzo de 2020. Archivado desde el original el 27 de febrero de 2020.
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