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SOLDADURA LÁSER

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by

Miguel Birigay Mínguez

on 10 December 2013

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Transcript of SOLDADURA LÁSER

SOLDADURA LÁSER
La soldadura por rayo láser es el proceso de soldadura mas preciso que existe en la actualidad y el que menos calor aporta. Es un proceso de soldadura por fusión que utiliza la energía aportada por un haz láser para fundir y recristalizar el material o los materiales a unir, obteniéndose la correspondiente unión entre los elementos involucrados. En la soldadura láser comúnmente no existe aportación de ningún material externo. La soldadura se realiza por el calentamiento de la zona a soldar, y la posterior aplicación de presión entre estos puntos. De normal la soldadura láser se efectúa bajo la acción de un gas protector, que suelen ser helio o argón.
Mediante espejos se focaliza toda la energía del láser en una zona muy reducida del material. Cuando se llega a la temperatura de fusión, se produce la ionización de la mezcla entre el material vaporizado y el gas protector (formación de plasma). La capacidad de absorción energética del plasma es mayor incluso que la del material fundido, por lo que prácticamente toda la energía del láser se transmite directamente y sin pérdidas al material a soldar.



Aplicaciones
Este campo de aplicación abarca desde la soldadura de costuras no porosas en la tecnología médica, hasta la soldadura de precisión por puntos de la industria electrónica o de la joyería, tamién la soldadura por deposición en el sector de moldes y herramientas, hasta la soldadura de carrocerías completas en la fabricación de automóviles.

Ventajas e inconvenientes
Ventajas

Equipamiento
Costes

En primer lugar la maquinaria tiene unos altos precios en torno a los miles de euros (por soldador). Un ejemplo concreto puede ser el siguiente:
MOD. ST-100:
Materiales que se pueden usar
Cobre
Níquel
Tungsteno
Aluminio
Acero inoxidable
Titanio
Tántalo
Zirconio
Plásticos

Se utiliza, principalmente, para soldar:

Piezas de transmisiones en la industria automotriz.
Piezas unitarias grandes.
Series grandes y con buenos acabados.
Piezas para la industria aeronáutica de aluminio, titanio o níquel.
Industria del ferrocarril.
Recipientes a presión.
Piezas de automoción .
Piezas de electrodomésticos.
Muebles metálicos, fregaderos en acero inoxidable.
Aerogeneradores (piezas de transmisión)
Industria de alimentación (soldadura de máquinas de procesado y embalaje de alimentos, cuchillas de corte).
Instrumental médico, quirúrgico y dental.


Mayor flexibilidad, es decir, adaptación a aplicaciones con mayor diversidad en cuanto a dimensiones geométricas y tipo de material.
El efecto térmico sobre la pieza es mucho menor.
La calidad del procesado es alta.
Velocidad de producción alta.
Fácil integración en sistemas robotizados o herramientas integradas en un CNC.
Se reduce considerablemente la distorsión y deformación en el material.
Eliminación de los costes de procesos post-soldadura.
No hay contacto directo con la zona de soldadura.
No hay desgaste de herramienta
No necesita material de aporte y es fácilmente automatizable.

Inconvenientes

Maquinas para soldar por láser son de elevado costo.
Tienden a consumir mucha potencia.
No se pueden realizar cordones muy anchos.
Difícil soldar en materiales con alta reflexión.
Sino se controla la intensidad puede perforar el material.
Rayos reflejados o difusos pueden ser perjudiciales para la vista.
 
Máquina para soldar.
Láser (corriente, medio de ganancia, CO2, resonador).
Materiales a soldar.
Suministro de gas protector de la soldadura (Helio o Argón).
Microscopio.
Arreglo de prensado.
Brazo mecánico.
Mesa cruz x-y motorizada.

Costes de personal
La empresa en cuestión deberá financiar a sus empleados (operarios de producción y mantenimiento) una serie de cursos y formación específicos extra laborales, que tienen también un elevado coste:


Dependiendo de la aplicación de la soldadura, el láser de la misma puede ser amplificado en una mezcla de itrio, aluminio, granate y neodimio, si se requiere un láser de baja potencia, o el amplificado por gas como el dióxido de carbono, con potencias superiores a los 10 kilovatios y que por tanto son empleados en soldaduras convencionales y pueden llegar hasta los 100 kilovatios.
Los sistemas de varios kilovatios en continua se utilizan para secciones gruesas lo que hace que la soldadura pueda llegar a ser más profunda. Para evitar la formación de burbujas de oxígeno durante la fase liquida del material se utilizan algún tipo de gas inerte, como pueden ser el argón o el helio. De esta forma se produce un poco de porosidad, dejando escapar dichas burbujas.
La soldadura láser se utiliza principalmente para unir componentes a alta velocidad, con cordones estrechos y pequeños y con una baja distorsión térmica. Las altas velocidades de soldadura, un proceso totalmente automatizado y la posibilidad de controlar la calidad del proceso en línea, hacen del láser una tecnología de unión muy común en la producción industrial moderna.
 
 
Además, muchos nuevos procesos de producción no son posibles a menudo sin las ventajas de la tecnología láser. Así, chapas de diversos espesores y calidades se unen para convertirse en piezas embutidas de un automóvil y la soldadura por puntos se sustituye por cordones de soldadura láser.
Introducción
Métodos de soldadura
láser

Por conducción:
En este tipo de soldaduras la profundidad de la zona fundida va aumentando a medida que aumenta la conductividad térmica y la intensidad de la radiación.
Es utilizada para la soldadura de chapas de espesor pequeño

Por penetración profunda:
Esta soldadura posee un gran rendimiento ya que se consigue desplazar la zona de mayor temperatura por debajo de la superficie del material, por la acción del vapor recalentado y se mantiene al material fundido en el sitio deseado gracias al efecto de la tensión superficial, gravedad y otra serie de factores

Grupo 9
Miguel Birigay Mínguez
Javier Blas Sáenz de Jubera
Victor Fernández Andrés
Enrique Fernández González
Costes de la maquinaria
Se trata de una máquina de soldar por láser para todo tipo de materiales, está especialmente indicada para oro, plata, platino, cobre, titanio, acero inoxidable.....
Como podemos ver por los materiales mencionados, este tipo de soldadura es muy utilizado en procesos de joyería.
Su precio es de 25.200 € + IVA.

COSTES DE UN CURSO DE SOLDADURA LASER

Los operarios para mejorar su practica en la soldadura laser y para conocer las nuevas técnicas deberán de realizar un curso el cual suele tener una duración de unas 24h y un coste de entorno a 1500€.
 
Objetivos del curso:

El objetivo del curso es la de ofrecer una introducción a la tecnología del láser, formando a especialistas y técnicos que posteriormente puedan afrontar trabajos de mejora y desarrollo de la tecnología Láser en los productos y procesos de su compañía
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