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Soldagem a laser: Tipos, vantagens e aplicações

Soldagem a laser: Tipos, vantagens e aplicações


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A soldagem a laser (amplificação de luz por emissão estimulada de radiação) é uma das formas de soldagem mais avançadas tecnicamente. Suas aplicações abrangem uma ampla gama de indústrias, desde a indústria aeroespacial até a fabricação de joias finas.

No entanto, existem vários tipos de soldagem que eram usados ​​muito antes da soldagem a laser, então não se pergunta por que precisamos da tecnologia a laser quando temos outras alternativas?

Vamos nos aprofundar nisso depois de examinar brevemente o início da tecnologia. Foi Einstein quem previu a emissão estimulada, que é o princípio básico do laser.

RELACIONADOS: SOLDAGEM ULTRASSÔNICA: UMA TECNOLOGIA PROMISSORA PARA SOLDAR AMBOS PLÁSTICOS E METAIS

No entanto, foi apenas em 1967 que usamos o laser pela primeira vez para sua capacidade de soldagem e corte. O laser usado nos experimentos de 1967 usou gás assistido por oxigênio com um feixe de laser de CO2 concentrado.

O projeto foi liderado pelo Dr. Peter Houldcroft. O experimento e seus detalhes foram explicados em um artigo intitulado Corte a laser a jato de gás por A B J Sullivan e P T Houldcroft.

O corte a laser liderou a base para a soldagem a laser, pois envolve a fusão do metal sem perfurá-lo.

A soldagem a laser usa um feixe de luz altamente concentrado em um ponto muito pequeno para que a área sob o feixe de laser absorva a luz e se torne altamente energética. À medida que poderosos feixes de laser são usados, os elétrons na área ficam excitados a um ponto em que o material derrete como resultado da quebra da ligação entre os átomos.

A soldagem a laser também pode ser usada para unir plásticos.

Essa fusão dos dois materiais em suas costuras os funde em uma junta. É surpreendente como a luz pode ser poderosa o suficiente para gerar metais em milissegundos. Para obter feixes de laser tão poderosos, a máquina de solda a laser usa várias peças que direcionam e amplificam o laser.

Lasers de gás, lasers de estado sólido e lasers de fibra são os três lasers mais comuns usados ​​em uma máquina de solda a laser.

Normalmente, o feixe de laser é fornecido para a máquina de solda a laser por meio de fibras ópticas. Existem máquinas de solda de fibra única e várias máquinas de solda de fibra. As máquinas de solda de fibra múltipla possuem um laser conectado a cada fibra, com cada fibra, a resistência do laser aumenta.

Para concentrar o feixe em um ponto antes de deixar a máquina, costuma-se usar uma lente colimadora em conjunto com uma lente de foco.

Quatro juntas de solda principais são capazes com soldas a laser:

  • Solda de topo
  • Preenchimento de solda por sobreposição
  • Solda de sobreposição
  • Solda de Flange de Borda

Se você tem pesquisado a soldagem a laser, deve ter notado a constante companhia do bico de laser, que é outro bico que fornece um gás chamado Gás de Processo ou Gás de Corte.

Basicamente, é o fluxo de gás, mais comumente o CO2, que também é direcionado para o local da solda com o objetivo de evitar o contato da superfície de solda com a atmosfera.

Sem o uso de gás de corte, existem apenas duas opções para a atmosfera de soldagem - atmosfera normal ou vácuo. A soldagem a laser no vácuo é certamente possível, mas não plausível devido ao seu alto custo e à necessidade de uma configuração especial.

Em uma atmosfera normal, a soldagem a laser sem gás de processamento pode produzir efeitos desfavoráveis. Como o nitrogênio no ar está em uma concentração muito alta, ele pode se misturar com o metal fundido e causar a formação de vazios ou orifícios na solda. Essas ocorrências podem levar a falhas de soldagem.

Fatores como a umidade do ar podem causar a produção de hidrogênio durante a soldagem. A difusão do hidrogênio no metal também leva a juntas de solda fracas. Conseqüentemente, a soldagem a laser em uma atmosfera normal sem proteção não é considerada.

As máquinas de solda vêm com um acessório de gás de corte que atira gás para a superfície de solda garantindo que nenhuma impureza se misture com a solda.

A soldagem a laser pode ser feita de duas maneiras - soldagem por condução de calor e soldagem em buraco de fechadura.

Soldagem por condução de calor: Nesse processo, a superfície do metal é aquecida acima do ponto de fusão do metal, mas não a ponto de evaporar. Este processo é usado para soldas que não precisam de alta resistência de solda.

A vantagem da soldagem por condução a quente é que a solda final será altamente lisa e estética. O laser de baixa potência na faixa de <500W é usado para soldagem por condução de calor.

Soldagem por buraco de fechadura: Nesse processo, o feixe de laser aquece o metal de tal forma que a superfície de contato evapora, cavando fundo no metal. Isso cria um buraco de fechadura onde uma condição semelhante ao plasma é criada com temperaturas subindo bem acima de 10.000K.

Este processo exigia lasers de alta potência com potência acima de 105 W / mm2.

A soldagem a laser é frequentemente usada em conjunto com a soldagem a arco para criar algo chamado Soldagem a arco a laser híbrido. Na soldagem a laser híbrida, qualquer um dos processos de soldagem a arco como MIG, TIG ou SAW é usado com soldagem a laser de penetração profunda.

O resultado é uma soldagem que tem as vantagens da soldagem a laser e da soldagem a arco.

A solda resultante terá juntas de penetração profunda, graças à solda a laser e também terá tolerância aprimorada para encaixe da junta. Outros efeitos indesejáveis ​​como fissuras e porosidade interna também são reduzidos.

A soldagem a laser oferece várias vantagens que muitas vezes não são encontradas em outros métodos de soldagem. Algumas das características definidoras da soldagem a laser são:

  • Todo o processo de soldagem pode ser facilmente automatizado usando uma configuração CAD / CAM
  • Nenhum eletrodo é usado no processo
  • Nenhuma forma de desgaste da ferramenta ocorre
  • A soldagem a laser é altamente específica na segmentação
  • Soldas de alta qualidade são obtidas

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A soldagem por feixe de laser é usada para soldas de alta precisão. Uma vez que não emprega nenhum eletrodo, a solda final será leve, mas forte. O investimento inicial é certamente caro, mas a qualidade e as características de uma solda a laser não podem ser facilmente reproduzidas.

À medida que os lasers se tornam mais poderosos e eficientes em termos de energia, o futuro da soldagem a laser é certamente brilhante!


Assista o vídeo: Equipamento de solda a laser (Julho 2022).


Comentários:

  1. Guiseppe

    Está tão quente em Moscou, mas você ainda tem força suficiente para escrever ...

  2. Zujin

    E algo semelhante é?

  3. Williamson

    Vou dar uma olhada em algum momento e depois cancelar



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