Introducción a la soldadura híbrida por arco láser de alta potencia

Soldadura híbrida por arco láserg es un método de soldadura láser que combina rayo láser y arco para soldar. La combinación de rayo láser y arco demuestra plenamente la mejora significativa en la velocidad de soldadura, la profundidad de penetración y la estabilidad del proceso. Desde finales de la década de 1980, el desarrollo continuo de láseres de alta potencia ha promovido el desarrollo de la tecnología de soldadura híbrida por arco láser. Cuestiones como el espesor del material, la reflectividad del material y la capacidad de salvar espacios ya no son obstáculos para la tecnología de soldadura. Se ha utilizado con éxito en la soldadura de piezas de material de espesor medio.

Tecnología de soldadura híbrida por arco láser

En el proceso de soldadura híbrida por arco láser, el rayo láser y el arco interactúan en un baño fundido común para producir soldaduras estrechas y profundas, mejorando así la productividad, como se muestra en la Figura 1.

Figura 1 Esquema del proceso de soldadura híbrida por arco láser

Principios básicos de la soldadura híbrida por arco láser

La soldadura láser es conocida por su zona afectada por el calor muy estrecha, y su rayo láser puede enfocarse en un área pequeña para producir soldaduras estrechas y profundas, lo que puede lograr velocidades de soldadura más altas, reduciendo así la entrada de calor y reduciendo la posibilidad de deformación térmica de piezas soldadas. Sin embargo, la soldadura láser tiene poca capacidad para cerrar espacios, por lo que se requiere una alta precisión en el ensamblaje de la pieza de trabajo y la preparación de los bordes. La soldadura láser es muy difícil para soldar materiales de alta reflectividad como el aluminio, el cobre y el oro. Por el contrario, el proceso de soldadura por arco tiene una excelente capacidad de puenteo de espacios, una alta eficiencia eléctrica y puede soldar eficazmente materiales con alta reflectividad. Sin embargo, la baja densidad de energía durante la soldadura por arco ralentiza el proceso de soldadura, lo que genera una gran cantidad de entrada de calor en el área de soldadura y provoca deformación térmica de las piezas soldadas. Por ello, el uso de un rayo láser de alta potencia para la soldadura de penetración profunda y la sinergia de un arco con alta eficiencia energética, cuyo efecto híbrido compensa las deficiencias del proceso y complementa sus ventajas, como se muestra en la Figura 2.

Las desventajas de la soldadura láser son la escasa capacidad de salvar espacios y los altos requisitos para el ensamblaje de la pieza de trabajo; Las desventajas de la soldadura por arco son la baja densidad de energía y la poca profundidad de fusión al soldar placas gruesas, lo que genera una gran cantidad de entrada de calor en el área de soldadura y provoca la deformación térmica de las piezas soldadas. La combinación de los dos puede influirse y apoyarse mutuamente y compensar los defectos del proceso de soldadura de cada uno, aprovechando al máximo las ventajas de la fusión profunda por láser y la soldadura por arco, logrando las ventajas de una pequeña entrada de calor, una pequeña deformación de la soldadura, velocidad de soldadura rápida y alta resistencia de soldadura, como se muestra en la Figura 3. La comparación de los efectos de la soldadura por láser, la soldadura por arco y la soldadura híbrida por arco láser en placas medianas y gruesas se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1 Comparación de los efectos de soldadura de placas medianas y gruesas.

Figura 3 Diagrama del proceso de soldadura híbrida por arco láser

Estuche de soldadura híbrida por arco Mavenlaser

El equipo de soldadura híbrida por arco Mavenlaser se compone principalmente de unbrazo robótico, un láser, un enfriador, uncabezal de soldadura, una fuente de energía para soldadura por arco, etc., como se muestra en la Figura 4.

Campos de aplicación y tendencias de desarrollo de la soldadura híbrida por arco láser.

Campos de aplicación

A medida que madura la tecnología láser de alta potencia, la soldadura híbrida por arco láser se utiliza ampliamente en diversos campos. Tiene las ventajas de una alta eficiencia de soldadura, una alta tolerancia al espacio y una profunda penetración de la soldadura. Es el método de soldadura preferido para placas de medio y espesor. También es un método de soldadura que puede sustituir a la soldadura tradicional en el campo de la fabricación de equipos a gran escala. Es ampliamente utilizado en campos industriales como maquinaria de ingeniería, puentes, contenedores, tuberías, barcos, estructuras de acero e industria pesada.