Comparación con otros procesos de soldadura de fusión

Cuando se elige la soldadura láser como método de unión, es importante comprender cómo se compara con otros procesos de soldadura de fusión en términos de calidad, entrada de calor y penetración. En general, la soldadura láser ofrece la calidad de soldadura más alta, la entrada de calor más baja y la mayor penetración en una sola pasada. Además, tiene un amplio rango de combinaciones de materiales y geometrías de partes, es altamente controlable, repetible y fácil de automatizar. Estas ventajas permiten diseños de juntas innovadores y una producción más rápida con menos procesamiento posterior a la soldadura.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que la soldadura láser también implica una inversión inicial más alta, costos de herramental más elevados y requisitos de preparación de juntas más exigentes. Estos factores deben considerarse al seleccionar la soldadura láser como el método de unión para un proceso de producción específico.

Consideraciones de las juntas

La soldadura láser ofrece la posibilidad de utilizar una sola soldadura para reemplazar múltiples soldaduras en diferentes diseños de juntas. Algunas configuraciones comunes de juntas de soldadura láser incluyen soldaduras a tope, juntas en T y soldaduras a solape.

  • Soldaduras a tope: Estas juntas requieren una alta precisión posicional. El tamaño típico de los puntos de soldadura varía de 50 a 900 µm de diámetro. La tolerancia posicional permisible debe ser menor a la mitad del diámetro del rayo de soldadura para garantizar una interacción adecuada del láser con ambos lados de la junta. Además, la separación permisible entre las piezas debe ser del 10% del material más delgado o menos del 50% del diámetro del rayo de soldadura. La fijación adecuada es crucial en estas configuraciones para garantizar una alta repetibilidad posicional y una separación mínima.
  • Soldaduras a solape: Estas juntas requieren fijaciones menos robustas. La separación permisible suele ser del 10% del espesor del material superior. La anchura de la soldadura y la fusión en la interfaz entre los dos materiales determinan la resistencia de la soldadura. En comparación con las juntas a tope, las configuraciones a solape implican una entrada de calor más alta, una zona afectada por el calor (HAZ) más grande y más distorsión.

Es importante seleccionar el tipo de junta adecuado según los requisitos específicos de la aplicación y considerar factores como la precisión posicional, la separación permisible, la penetración y la resistencia de la soldadura.

Acceso a la junta y postprocesamiento

Una ventaja significativa de la soldadura láser es su capacidad para acceder a juntas que antes no eran factibles. Debido a que es un proceso sin contacto, es posible soldar en agujeros y espacios estrechos si se tiene en cuenta el ancho del rayo cuando alcanza el enfoque. Esto brinda flexibilidad en el diseño de las juntas y permite reducir la cantidad de material necesario en las piezas.

En muchos casos, la soldadura láser no requiere un tratamiento térmico posterior debido a la pequeña zona afectada por el calor y a la baja entrada de calor global. Además, la soldadura láser produce poca protuberancia en la parte superior o posterior de la soldadura, lo que reduce la necesidad de mecanizado posterior a la soldadura. Además, con una soldadura mínima y la adición de gases de protección, se pueden obtener soldaduras visualmente limpias, lo que elimina la necesidad de un extenso mecanizado y limpieza después de la soldadura.

Consideraciones del diseño de fijaciones

El diseño de fijaciones para la soldadura láser requiere una mayor precisión en comparación con los procesos de soldadura tradicionales. Debido a que es un proceso sin contacto, el herramental puede estar más cerca de la parte, pero también debe controlar todas las tolerancias y el posicionamiento. No hay contacto adicional, como en la soldadura por resistencia y ultrasónica, donde los cuernos aplican presión para evitar la separación de las piezas.

En el caso de la soldadura láser, se produce un charco fundido pequeño y repetible, por lo que se requieren tolerancias de parte más estrechas. Es esencial que las fijaciones mantengan la junta en la misma posición en relación con el rayo láser para garantizar una densidad de potencia constante y resultados repetibles. El diseño de fijaciones puede variar según el tipo de junta, y puede involucrar abrazaderas, dispositivos ópticos de escaneo o fijaciones personalizadas.

La soldadura láser ofrece la posibilidad de liberar la creatividad en el diseño de partes, siempre y cuando se tengan en cuenta todas las variables esenciales. Se pueden explorar diferentes tamaños de punto, configuraciones de juntas y opciones de fijaciones para lograr soldaduras de alta calidad, reducir la entrada de calor y minimizar los costos de procesamiento posterior.

 

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