Imagine un mundo en el que soldar metales sea tan preciso y eficaz como trazar una línea con un puntero láser. La soldadura láser de metales, desde el acero al carbono hasta las aleaciones de titanio, consigue precisamente eso, ofreciendo una precisión y una resistencia inigualables. Este artículo se adentra en los entresijos de la soldadura láser, explorando los retos y soluciones únicos para los distintos metales. Al final, comprenderá cómo esta técnica avanzada revoluciona la fabricación, permitiendo soldaduras más fuertes y limpias en todo tipo de aplicaciones, desde componentes aeroespaciales hasta electrodomésticos cotidianos.
(1) Cuando el carbono equivalente supera 0,3%, aumentan los retos en la soldadura debido a una mayor dificultad, una mayor sensibilidad a las grietas en frío y una mayor tendencia a la fractura frágil del material en condiciones de fatiga y baja temperatura. Para mitigar estos retos, se pueden tomar las siguientes medidas:
(2) La soldadura de materiales con alto contenido en carbono y materiales con bajo contenido en carbono puede facilitarse mediante el uso de la soldadura offset, que limita la transformación de martensita y reduce la formación de grietas.
(3) El soldadura láser El rendimiento de los aceros muertos y semimuertos es superior porque antes del vertido se añaden desoxidantes, como silicio y aluminio, que reducen el contenido de oxígeno del acero a niveles muy bajos.
(4) El acero con un contenido de azufre y fósforo superior a 0,04% es propenso a las grietas térmicas durante la soldadura láser.
(5) En general, no se recomienda la soldadura láser para acero galvanizado con estructuras solapadas.
(1) El acero inoxidable tiene un excelente rendimiento de soldadura láser.
(2) En comparación con el acero al carbono, el acero inoxidable austenítico tiene una conductividad térmica inferior, siendo sólo 1/3 de la del acero al carbono. Sin embargo, tiene un índice de absorción ligeramente superior. Esto se traduce en una penetración ligeramente más profunda durante la soldadura láser (de unos 5% a 10%) en comparación con el acero al carbono ordinario.
(3) Durante la soldadura por láser del acero inoxidable Cr-Ni, el material presenta una elevada absorción de energía y una fusión eficaz.
(4) El acero inoxidable ferrítico tiene mejor plasticidad y tenacidad de soldadura cuando se suelda con láser que otros aceros inoxidables ferríticos. métodos de soldadura.
(5) Soldadura por láser de acero inoxidable se utiliza en diversas aplicaciones industriales, como la soldadura de tubos de acero inoxidable y paquetes de combustible nuclear en centrales nucleares, así como en la industria química.
Soldadura de penetración profunda es una técnica muy utilizada en la soldadura láser de aleaciones de aluminio. Los principales retos de este proceso son la alta reflectividad de la aleación de aluminio al haz láser y su elevada conductividad térmica.
Una cuestión que se plantea durante soldadura láser de aluminio y aleaciones de aluminio es el fuerte aumento de la solubilidad del hidrógeno en el material a medida que aumenta la temperatura, lo que conduce a la formación de poros en la soldadura.
En la soldadura de penetración profunda, también existe el riesgo de que se produzcan caries en la raíz y una mala formación de la cordón de soldadura.
Al soldar por láser aluminio y aleaciones de aluminio, hay tres retos clave que deben abordarse: porosidad, agrietamiento térmico e irregularidad significativa en la soldadura.
La alta reflectividad de aleaciones de aluminio hace que la soldadura láser sea muy difícil. Para superarlo, debe utilizarse un láser de alta potencia.
Aleación de titanio es un excelente material estructural con una notable resistencia específica, buena ductilidad y tenacidad y una excepcional resistencia a la corrosión.
Sin embargo, el titanio tiene propiedades químicas muy reactivas y es muy susceptible a la oxidación.
Además, el titanio también es extremadamente sensible a la fragilización por brecha causada por la presencia de átomos de oxígeno, hidrógeno, nitrógeno y carbono.
Por lo tanto, es esencial prestar mucha atención a la limpieza de las juntas y proporcionar una protección adecuada contra los gases durante los procesos de soldadura y fabricación.
La soldadura láser es capaz de soldar todo tipo de superaleaciones, incluidas aquellas con altos niveles de Al y Ti que son difíciles de soldar utilizando soldadura por arcoEl resultado son uniones de alta calidad.
Para la soldadura de superaleaciones, los generadores láser utilizados normalmente son láseres de impulsos o láseres de CO2 continuos con una potencia de salida de 1 a 50 kW.
Se recomienda utilizar helio o una mezcla de helio y una pequeña cantidad de hidrógeno como combustible. gas protector durante la soldadura láser de superaleaciones.
La soldadura láser puede utilizarse para unir metales distintos, como cobre-níquel, níquel-titanio, titanio-aluminio y acero con bajo contenido en carbono-cobre, en condiciones específicas.
Además de metales, la soldadura láser también puede utilizarse para soldar cerámica, vidrio, materiales compuestos, etc.
Al soldar cerámica, es necesario precalentarla para evitar que se agriete. Se recomienda temperatura de precalentamiento es de 1500°C y la soldadura se realiza en aire.
Para la soldadura láser de cerámica se suele utilizar una lente de enfoque de larga distancia focal, y también se puede rellenar con un alambre de soldadura para mejorar la resistencia de la unión.
Sin embargo, al soldar materiales compuestos de matriz metálica, es fácil que se formen fases frágiles, lo que provoca grietas y disminuye la resistencia de la unión.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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