Soldadura Láser 3D: La Guía Definitiva

La soldadura láser 3D es una tecnología popular de fabricación de láminas de metal . Esta guía cubre información vital sobre el proceso de soldadura láser 3D. Entonces, si quieres ser un experto en soldadura láser 3D, lee esta guía.

¿Qué Es La Soldadura Láser 3D?

La soldadura es el proceso de unir piezas usando calor para derretir el material de unión que, cuando se enfría, forma una unión fuerte. Ahora, la soldadura láser 3D es el proceso de soldadura que utiliza un rayo láser para unir piezas metálicas de varias maneras.

Ventajas De La Soldadura Láser 3D

Aesthetic Finish
Acabado Estético

Las soldaduras creadas a través de la soldadura láser 3D tienen un acabado estético y no necesitan acabado posterior a la soldadura ni rectificado. Una vez soldada, la pieza está lista para usar en la aplicación prevista.

Cost Effective
Rentabilidad

Configurar una soldadura láser 3D es costoso, pero con el sistema implementado, los beneficios son excelentes. El proceso reduce los costos de mano de obra y funciona a alta velocidad.

Stronger Joints
Articulaciones Más Fuertes

La soldadura láser 3D puede penetrar incluso en las partes más profundas de una pieza de trabajo, asegurándose de fundir toda la sección. Esto es posible debido al alto calor que produce la máquina.

Enhanced Safety
Seguridad Reforzada

La soldadura láser 3D al ser un sistema cerrado y automatizado significa que el operador no puede estar expuesto a ningún peligro. El personal no está expuesto a altas temperaturas ni a partículas nocivas.

Complex Welds
Soldaduras Complejas

Dado que la soldadura láser 3D se puede realizar a distancia, la pieza de trabajo se puede manipular según sea necesario para la unión. Esto permite la creación de uniones con geometrías multiplex.

High Heating Rates
Altas Tasas De Calentamiento

El calor producido a través de un rayo láser es alto y puede derretir materiales muy rápidamente formando soldaduras más rápido que un arco eléctrico. Esta velocidad también significa que son posibles enlaces más fuertes.

Can Be Automated
Puede Automatizarse

La soldadura láser 3D se puede incorporar fácilmente a cualquier proceso de producción automatizado y esto mejorará la eficiencia y la calidad. Esto también ayuda a reducir los costos de mano de obra y aumenta la precisión del producto.

High Speed
Alta Velocidad

Un proceso de soldadura láser 3D automatizado es mucho más rápido en comparación con otros procesos de soldadura tradicionales como el arco eléctrico. Este método puede ser más adecuado para industrias que requieren un alto rendimiento.

Compatibility With Materials
Compatibilidad Con Los Materiales

Cambiar de un material a otro también requiere ajustar el nivel de calor y esto puede llevar mucho tiempo. Sin embargo, la soldadura láser 3D tiene parámetros preestablecidos para cambios más fáciles y rápidos.

Flexibilidad En La Soldadura Láser 3D

Con la soldadura láser 3D, tiene posibilidades ilimitadas como:

  • La soldadura láser 3D puede realizar soldaduras profundas, creando costuras fuertes o delgadas.
  • La soldadura es posible con soldadura láser 3D utilizando un material de relleno para unir piezas.
  • La soldadura láser 3D puede manejar la soldadura por conducción de calor al crear uniones entre dos partes delgadas.
  • La soldadura híbrida es posible con la soldadura láser 3D y es aplicable para funciones en la construcción de acero. Este método es aplicable en soldadura deportiva y de costura mediante pulsos láser.
  • La soldadura con escáner se puede realizar mediante soldadura láser 3D.
  • La deposición de metal por láser es otra opción para la soldadura por láser 3D.
Flexibility In 3D Laser Welding
3D Laser Welding Vs MIG Welding

Soldadura Láser 3D vs. Soldadura MIG

Soldadura láser 3D

La soldadura láser 3D es el proceso de soldadura que utiliza un rayo láser para unir piezas metálicas de varias maneras. Este método ofrece velocidades de fusión que son altas y pueden dar un alto rendimiento en diversas aplicaciones. Las soldaduras con geometrías complejas son posibles con la soldadura láser 3D y también garantizan la seguridad de los operadores.

Soldadura MIG

Este es un tipo de proceso de soldadura por arco que emplea una pistola de soldar para depositar un electrodo de alambre sólido en las piezas de trabajo. El proceso de soldadura MIG utiliza un gas protector inerte como argón o nitrógeno para el proceso de soldadura. La velocidad de soldadura para MIG es un poco lenta en comparación con el proceso de soldadura láser 3D.

Soldadura TIG Vs. Soldadura Láser 3D

Soldadura TIG

Este es el proceso de soldadura que implica el uso de un electrodo de tungsteno no consumible en presencia de un gas inerte. Además, este método se prefiere cuando se unen materiales delgados porque produce poco calor y preserva la microestructura del material. La soldadura TIG también es muy versátil y puede trabajar con una variedad de materiales.

Soldadura láser 3D

La soldadura láser 3D es el proceso de soldadura que utiliza un rayo láser para unir piezas metálicas de varias maneras. Este método ofrece altas temperaturas que conducen a altas velocidades con altos rendimientos para materiales más gruesos. Las soldaduras con geometrías complejas son posibles y se aplican a una amplia gama de materiales.

TIG Welding Vs 3D Laser Welding

Cómo Funciona El Proceso De Soldadura Láser 3D

How 3D Laser Welding Process Works
How 3D Laser Welding Process Works

Diseño

El diseño de un proceso de soldadura láser 3D implica el uso de un sistema CAD, que indicará a la máquina qué puntos soldar. Un ingeniero utiliza los requisitos de los clientes para elaborar el diseño que se puede compartir con el cliente antes de la implementación.

Preparando los materiales para soldar

Las piezas metálicas se limpian con detergentes limpiadores destinados a la limpieza de metales. Utilice chorros de arena para eliminar el óxido de las superficies metálicas para evitar impurezas en la soldadura. Luego un paño empapado en agua limpia para quitar el polvo de las superficies de los metales. Finalmente, seque las superficies metálicas para evitar golpes antes de que comience el proceso de soldadura.

Configuración de la máquina láser

Verifique la máquina para asegurarse de que cada pieza esté intacta y en buenas condiciones para poder producir los mejores resultados. Establezca los parámetros requeridos para la tarea de soldadura específica que se manejará a través de la HMI provista.

Producción de haces a partir de la fuente láser

Una vez realizado el diseño, las máquinas quedan listas para el proceso de soldadura. Los haces pasan a través de una lente colimadora creando un haz que se alinea en paralelo. El haz paralelo luego incide en el espejo dicroico.

Reflejo de luz

El espejo dicroico se encarga de reflejar y transmitir la luz a través de un filtro de película delgada dependiendo de la longitud de onda.

Enfoque de haz

El rayo láser se enfoca sobre la superficie de trabajo a través de la lente de enfoque y el rayo ayuda a fundirse.

Derretir el material de relleno

El calor producido por el rayo láser funde el material de relleno de las piezas de trabajo y las une. El metal fundido de ambas superficies metálicas fluyen juntos para llenar el todo creado por el calor. Este flujo cubre toda el área para formar una junta entre las dos superficies. Una vez que el material de relleno se ha derretido, el enfriamiento da como resultado una fusión entre las dos superficies.

Controlando todo el proceso

Todo el proceso de soldadura se controla a través del cabezal de soldadura láser que contiene varios sensores para garantizar que el proceso sea preciso.

Control de temperatura

El rango de temperatura de trabajo de cada ciclo debe mantenerse durante todo el proceso. Esto se puede hacer a través de los sensores de temperatura que ayudan a controlar la temperatura de la máquina de soldar.

poder de control

La potencia de salida de la máquina de soldadura láser se controla a través de los sensores de potencia láser 3D que pueden monitorear la potencia durante todo el proceso. Esto es para poder resaltar cualquier error que pueda ocurrir durante el proceso.

Proceso de enfriamiento

El cabezal de soldadura láser 3D también consta de un sistema de enfriamiento y un sistema de purga. El sistema de purga envía aire a la superficie de trabajo para proteger la soldadura de la contaminación por impurezas en la atmósfera. El sistema de enfriamiento es responsable de enfriar todo el sistema cuando se calienta.

Acabados Secundarios

Generalmente, la soldadura láser 3D produce piezas con apariencia estética y la mayoría de las veces, no necesitan procesos secundarios. Sin embargo, para decoraciones adicionales, se pueden realizar otros acabados como etiquetado, adición de color de impresión en estas piezas.

Soldadura Láser 3D En El Proceso De Fabricación Aditiva

3D Laser Welding In Additive Manufacturing Process
3D Laser Welding In Additive Manufacturing Process

La soldadura láser 3D también se puede utilizar en procesos de fabricación aditiva a través de un sistema denominado sistema de soldadura láser. Las empresas de fabricación prefieren el uso de rayos láser como fuente de calor cuando trabajan con estructuras que requieren un proceso aditivo.

Los materiales en forma de alambre o polvo se calientan y se funden a través de un rayo láser para unir piezas. El uso de materias primas en forma de polvo ofrece una alta precisión con bajas tasas de deposición en comparación con el uso de alambres.

La soldadura por láser 3D, tal como se utiliza en la fabricación aditiva, se puede dividir en dos técnicas; fusión de metales por láser y deposición de metales por láser. Su fusión funciona capa por capa utilizando un lecho de polvo, el haz funde el polvo en secciones definidas por el modelo CAD.

La deposición de metal por láser implica depositar el polvo a través de una boquilla y luego el láser produce un baño de soldadura en la superficie del material. En general, se ha adoptado la soldadura láser 3D por su alta velocidad y precisión.

Tipos De Corte Por Láser

Types Of Laser Cutting
Types Of Laser Cutting

Soldadura por conducción

La soldadura por conducción implica el uso de un rayo láser para fundir las dos partes que se unen en una junta común. El metal fundido de ambos materiales fluye junto y al enfriarse forma una soldadura. Esta técnica es adecuada para unir dos metales de paredes delgadas, por ejemplo, soldaduras de esquina de la carcasa de un dispositivo. Soldadura por conducción, la energía solo puede ser absorbida por el material a través de la conducción de calor. Por lo tanto, la profundidad máxima de soldadura depende de la conductividad térmica de los materiales.

Soldadura de ojo de cerradura

Esta es una técnica de soldadura que implica el uso de un rayo láser como fuente de calor. El haz se utiliza para penetrar en una pieza de trabajo para formar un ojo de cerradura al comienzo de la soldadura. A medida que el calor avanza más profundamente, el metal líquido fluye para llenar el orificio y, al enfriarse, forma un cordón de soldadura. Esta técnica se puede utilizar para soldar materiales más gruesos de aproximadamente 10 mm a 29 mm.

Soldadura Láser Frente A Corte Láser

Laser Welding Vs Laser Cutting
Laser Welding Vs Laser Cutting

Soldadura por láser

La soldadura láser es el proceso mediante el cual se unen metales o termoplásticos mediante el uso de un rayo láser. El rayo láser se enfoca en la superficie del material calentando la superficie y haciendo que se derrita. El enfoque continuo del haz le permite penetrar en la pieza de trabajo creando una cavidad llamada ojo de cerradura llena de material derretido. Este metal fundido fluye para crear una unión entre las dos superficies cuando se enfría.

Corte por láser

Mientras que el corte por láser implica el uso de un rayo láser de alta potencia dirigido a través de la óptica y un CNC para cortar el material según sea necesario. El rayo láser se utiliza básicamente para calentar, fundir y vaporizar o soplar la parte fundida del material. Esto deja un corte de acabado de alta calidad que se puede utilizar fácilmente para diversas aplicaciones. Existen varios tipos de técnicas de corte por láser, incluido el láser de CO2 y el neodimio itrio-aluminio-granate (Nd:YAG) o neodimio (Nd).

Limitaciones De La Soldadura Láser 3D

Cracking of Metals From Rapid Cooling
Agrietamiento De Metales Por Enfriamiento Rápido

Calentar muy rápido también significa que la velocidad de enfriamiento también será rápida creando tensión térmica. Dado que el láser 3D produce mucho calor y funde los materiales rápidamente, el enfriamiento también tiende a ser rápido, lo que provoca grietas en algunos materiales.

High Initial Setup Cost
Alto Coste De Instalación Inicial

Los soldadores láser 3D son un poco caros y esto podría ser un obstáculo para las industrias que puedan requerir sus servicios. La máquina es costosa pero el costo de operación es menor ya que no necesita mucha mano de obra humana.

High Maintenance Cost
Alto Coste De Mantenimiento

La máquina requiere una limpieza y un mantenimiento frecuentes y exhaustivos para garantizar que las soldaduras no se contaminen y evitar soldaduras débiles. En caso de avería de la máquina, debe intervenir un experto, ya que no todo el mundo puede desmontar la máquina sin dañarla.

Limited Weld Thickness.
Espesor De Soldadura Limitado.

La soldadura láser 3D puede manejar piezas con un grosor de calibre no superior a 19 y esto es una limitación para diferentes aplicaciones. Las aplicaciones que requieren soldaduras más gruesas no pueden usar soldadura láser 3D porque la soldadura no será precisa.

Aplicaciones De La Soldadura Láser 3D

Automotive Industry
Industria Del Automóvil

La soldadura láser 3D permite soldar módulos como partes de motores, solenoides, partes de transmisión, inyectores de combustible, aire acondicionado y otros. Se prefiere el método porque puede trabajar con materiales más gruesos y tiene poca o ninguna distorsión en la pieza de trabajo.

Jewellery Industry
Industria De La Joyería

La soldadura láser 3D es aplicable en la industria de la joyería para diversas funciones, especialmente para artículos que necesitan reparación sin distorsionarlos. Reajustar puntas de platino u oro sin quitar diamantes de su posición, reparar relojes de acero inoxidable y reparar bisutería.

Photonics Industry
Industria Fotónica

En la industria fotónica, la soldadura láser 3D se puede utilizar para empaquetar dispositivos fotónicos como diodos emisores de luz, diodos láser. Estos artículos generalmente se usan en el ejército y la durabilidad es posible cuando están encerrados dentro de otros metales y soldados.

Electronic Industry
Industria Electrónica

La soldadura láser 3D se aplica en la soldadura láser por costura y por puntos para producir soldaduras precisas en puntos diminutos con costuras estrechas. Este método es adecuado para unir piezas que requieren sellos herméticos que puedan soportar la presión y con juntas precisas.

Medical Industry
Industria Médica

Los dispositivos médicos se pueden producir utilizando una soldadura láser 3D en láser de fibra con exactitud y precisión ya que son diminutos. Algunos de estos productos incluyen prótesis, aparatos de ortodoncia, audífonos, herramientas quirúrgicas, catéteres, desfibriladores, marcapasos y muchos otros productos.

La gente también pregunta:

¿Qué Es La Soldadura 3D?

La soldadura 3D es una unión que aparece en el modelo 3D y se puede realizar sobre una estructura 2D o desde cero. Una soldadura 3D se puede crear de varias formas; sobre la cara de una estructura 3D, desde cero o sobre una estructura 2D.

¿Es Mejor La Soldadura Láser Que La TIG?

Esto dependerá de la aplicación del método de soldadura porque la soldadura TIG es adecuada para piezas de trabajo o tuberías delgadas. Mientras que la soldadura láser puede manejar piezas de trabajo más gruesas y a alta velocidad con alta precisión. Ambos métodos son muy versátiles y pueden trabajar con una gran variedad de materiales.

¿Es Mejor La Soldadura Láser Que Las Técnicas Tradicionales De Soldadura?

La soldadura láser es un proceso automatizado con varias ventajas sobre las técnicas de soldadura tradicionales, que incluyen;

Alta velocidad, seguridad del personal y capacidad para manejar soldaduras complejas con geometrías complejas son algunos de los beneficios que ofrece. Sin embargo, también tiene limitaciones como el agrietamiento de metales debido al rápido proceso de enfriamiento.

¿Qué Grosor Puede Soldar El Láser?

La soldadura láser 3D puede manejar piezas con un grosor de calibre no superior a 19 y esto es una limitación para diferentes aplicaciones. Las aplicaciones que requieren soldaduras más gruesas no pueden usar soldadura láser 3D porque la soldadura no será precisa

Más recursos :

Soldadura TIG y soldadura Heliarc

Soldadura por rayo láser

Soldadura láser tradicional vs.

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