¿Por qué se necesita gas para la soldadura láser?
Protección de zonas de soldadura
control de calor
Calidad de soldadura mejorada
Refrigeración de gases
Protección gaseosa de sistemas ópticos.
¿Qué gases se utilizan en la soldadura láser?
Gas protector
Los gases protectores, a veces llamados "gases inertes", desempeñan un papel importante en el proceso de soldadura láser. Los procesos de soldadura por láser suelen utilizar gases inertes para proteger el baño de soldadura. Los gases protectores más utilizados en la soldadura láser incluyen principalmente argón y neón. Sus propiedades físicas y químicas son diferentes, por lo que sus efectos sobre la soldadura también lo son.
- Argón: El argón es uno de los gases inertes más utilizados. Tiene un alto grado de ionización bajo la acción del láser, lo que no favorece el control de la formación de nubes de plasma, lo que tendrá cierto impacto en el uso eficaz del láser. La naturaleza inerte del argón lo mantiene fuera del proceso de soldadura, al mismo tiempo que disipa bien el calor, lo que ayuda a controlar la temperatura en el área de soldadura.
- Neón: El neón se utiliza a menudo como gas inerte, similar al argón, y se utiliza principalmente para proteger el área de soldadura del oxígeno y otros contaminantes del ambiente externo. Es importante tener en cuenta que el neón no es adecuado para todas las aplicaciones de soldadura láser. Se utiliza principalmente para algunas tareas de soldadura especiales, como soldar materiales más gruesos o cuando se requieren costuras de soldadura más profundas.
gas auxiliar
Durante el proceso de soldadura láser, además del gas protector principal, también se pueden utilizar gases auxiliares para mejorar el rendimiento y la calidad de la soldadura. Los siguientes son algunos gases auxiliares comunes utilizados en la soldadura láser:
- Oxígeno: El oxígeno se usa comúnmente como gas auxiliar y se puede usar para aumentar el calor y la profundidad de la soldadura durante la soldadura. Agregar oxígeno puede aumentar la velocidad y la penetración de la soldadura, pero debe controlarse cuidadosamente para evitar que el exceso de oxígeno cause problemas de oxidación.
- Nitrógeno: El nitrógeno también se utiliza a menudo como gas auxiliar en la soldadura láser. La energía de ionización del nitrógeno es moderada, superior a la del argón e inferior a la del hidrógeno. El grado de ionización generalmente se produce bajo la acción de un láser. Puede reducir mejor la formación de nubes de plasma, proporcionar soldaduras y apariencia de mayor calidad y reducir el impacto del oxígeno en las soldaduras. También se puede utilizar nitrógeno para controlar la temperatura del área de soldadura y reducir la formación de burbujas y poros.
- Mezcla de hidrógeno/hidrógeno: El hidrógeno mejora la calidad de las soldaduras y reduce la formación de porosidad. En algunas aplicaciones especiales, como la soldadura de acero inoxidable, se utilizan mezclas de argón e hidrógeno. El contenido de hidrógeno de la mezcla normalmente oscila entre 2% y 15%.
- Helio: el helio se utiliza generalmente para la soldadura láser de alta potencia porque tiene baja conductividad térmica y no se ioniza fácilmente, lo que permite que el láser pase suavemente y que la energía del haz llegue a la superficie de la pieza de trabajo sin obstáculos. Propicio para soldadura de mayor potencia. El helio también se puede utilizar para mejorar la calidad de la soldadura y controlar las temperaturas de soldadura. Este es el gas protector más eficaz utilizado en la soldadura láser, pero es relativamente caro.
Gas refrigerante
El gas refrigerante se utiliza a menudo durante la soldadura láser para controlar la temperatura del área de soldadura, evitar el sobrecalentamiento y mantener la calidad de la soldadura. Los siguientes son algunos gases refrigerantes de uso común:
- Agua: El agua es un medio de refrigeración común que se utiliza a menudo para enfriar generadores láser y sistemas ópticos de soldadura láser. Los sistemas de refrigeración por agua pueden ayudar a mantener una temperatura estable del generador láser y los componentes ópticos para garantizar la estabilidad y el rendimiento del rayo láser.
- Gases atmosféricos: en algunos procesos de soldadura láser, se pueden utilizar gases atmosféricos ambientales para enfriar. Por ejemplo, en el sistema óptico de un generador láser, el gas de la atmósfera circundante puede proporcionar un efecto de enfriamiento.
- Gases inertes: Los gases inertes como el argón y el nitrógeno también se pueden utilizar como gases refrigerantes. Tienen menor conductividad térmica y pueden usarse para controlar la temperatura del área de soldadura y reducir la zona afectada por el calor (HAZ).
- Nitrógeno líquido: El nitrógeno líquido es un medio de enfriamiento de temperatura extremadamente baja que se puede utilizar para soldadura láser de potencia extremadamente alta. Proporciona un efecto refrescante muy eficaz y asegura el control de la temperatura en la zona de soldadura.
Selección de gases en diferentes aplicaciones.
Tipo de material de soldadura
Diferentes materiales requieren diferentes combinaciones de gases. Generalmente hablando:
- El acero inoxidable suele utilizar argón o una mezcla de argón/hidrógeno.
- El aluminio y las aleaciones de aluminio suelen utilizar argón puro.
- Las aleaciones de titanio suelen utilizar nitrógeno.
- Los aceros con alto contenido de carbono suelen utilizar oxígeno como gas auxiliar.
Velocidad y penetración de soldadura.
Calidad de soldadura
Control de poros y burbujas
Control de la Zona Afectada por el Calor (ZAT)
Consideraciones de equipos y costos.
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