¿Qué gases se necesitan para la soldadura láser?

La soldadura láser es un método de soldadura de alta precisión que utiliza un rayo láser para fundir el material de la pieza de trabajo y luego forma una soldadura después del enfriamiento. En la soldadura láser, el gas juega un papel fundamental. El gas protector no solo afecta la formación de la costura de soldadura, la calidad de la costura de soldadura, la penetración de la costura de soldadura y el ancho de penetración, sino que también afecta directamente la calidad y eficiencia de la soldadura láser. ¿Qué gases se necesitan para la soldadura láser? Este artículo analizará en profundidad la importancia de los gases de soldadura láser, los gases utilizados y su función.

¿Por qué se necesita gas para la soldadura láser?

Durante el proceso de soldadura láser, un rayo láser de alta densidad de energía se enfoca en el área de soldadura de la pieza de trabajo, provocando la fusión instantánea del material de la superficie de la pieza de trabajo. Se requiere gas durante la soldadura láser para proteger el área de soldadura, controlar la temperatura, mejorar la calidad de la soldadura y proteger el sistema óptico. La elección del tipo de gas y los parámetros de suministro adecuados son factores importantes para garantizar un proceso de soldadura láser eficiente y estable y obtener resultados de soldadura de alta calidad.

Protección de zonas de soldadura

Durante el proceso de soldadura láser, el área de soldadura queda expuesta al ambiente externo y se ve fácilmente afectada por el oxígeno y otros gases del aire. El oxígeno desencadena reacciones de oxidación que pueden provocar una reducción de la calidad de la soldadura y la creación de poros e inclusiones. La soldadura puede protegerse eficazmente de la contaminación por oxígeno suministrando un gas apropiado, normalmente un gas inerte como el argón, al área de soldadura.

control de calor

La selección y el suministro de gas pueden ayudar a controlar la temperatura del área de soldadura. Al ajustar el caudal y el tipo de gas, la velocidad de enfriamiento del área de soldadura puede verse afectada. Esto es importante para controlar la zona afectada por el calor (HAZ) durante la soldadura y reducir la distorsión térmica.

Calidad de soldadura mejorada

Algunos gases auxiliares, como el oxígeno o el nitrógeno, pueden mejorar la calidad y el rendimiento de las soldaduras. Por ejemplo, agregar oxígeno puede mejorar la penetración de la soldadura y aumentar la velocidad de soldadura, al tiempo que afecta la forma y profundidad de la soldadura.

Refrigeración de gases

En la soldadura láser, la zona de soldadura suele verse afectada por altas temperaturas. El uso de un sistema de enfriamiento de gas puede ayudar a controlar la temperatura del área de soldadura y evitar el sobrecalentamiento. Esto es esencial para reducir el estrés térmico en el área de soldadura y mejorar la calidad de la soldadura.

Protección gaseosa de sistemas ópticos.

El rayo láser se enfoca en la zona de soldadura a través de un sistema óptico. Durante el proceso de soldadura, el material fundido y los aerosoles generados pueden contaminar los componentes ópticos. Al introducir gases en la zona de soldadura se reduce el riesgo de contaminación y se alarga la vida útil del sistema óptico.

¿Qué gases se utilizan en la soldadura láser?

En la soldadura láser, el gas puede aislar el aire de la placa de soldadura y evitar que reaccione con el aire. De esta forma, la superficie de soldadura de la placa metálica quedará más blanca y bonita. El uso de gas también protege las lentes del polvo de soldadura. Normalmente se utilizan los siguientes gases:

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.

En diferentes aplicaciones de soldadura láser, elegir el gas adecuado es crucial, porque diferentes combinaciones de gases pueden producir diferentes calidades, velocidades y eficiencias de soldadura. A continuación se ofrecen algunas pautas que le ayudarán a elegir el gas adecuado para su aplicación específica:

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.

Si se requiere una velocidad de soldadura más alta o una penetración de soldadura más profunda, se puede ajustar la combinación de gases. La adición de oxígeno a menudo mejora la velocidad y la penetración, pero debe controlarse cuidadosamente para evitar problemas de oxidación.

Calidad de soldadura

Algunas combinaciones de gases pueden mejorar la calidad y apariencia de las soldaduras. Por ejemplo, el nitrógeno puede proporcionar una mejor apariencia y calidad de la superficie.

Control de poros y burbujas

Para aplicaciones que requieren soldaduras de muy alta calidad, se debe prestar especial atención a la formación de poros y burbujas. La selección adecuada del gas puede reducir el riesgo de estos defectos.

Control de la Zona Afectada por el Calor (ZAT)

Según el material que se limpie, durante el proceso de limpieza se pueden generar residuos peligrosos que requieren procedimientos especiales de manipulación. Esto puede aumentar el costo total del proceso de limpieza con láser.

Consideraciones de equipos y costos.

La selección del gas también está influenciada por el tipo y costo del equipo. Algunos gases pueden requerir sistemas de suministro especiales o costos más elevados.

Para aplicaciones específicas, se recomienda trabajar con un ingeniero de soldadura o un fabricante profesional de equipos de soldadura láser para obtener asesoramiento profesional y optimizar el proceso de soldadura. Generalmente se requiere algo de experimentación y optimización antes de seleccionar la combinación de gases final. Dependiendo de la aplicación específica, se pueden probar diferentes combinaciones de gases y parámetros para encontrar las condiciones óptimas de soldadura.

Resumir

En resumen, la soldadura láser necesita utilizar gas para proteger las áreas de soldadura, controlar la temperatura, mejorar la calidad de la soldadura y proteger los sistemas ópticos. La selección de los tipos de gas y los parámetros de suministro adecuados es un factor importante para garantizar un proceso de soldadura láser eficiente y estable y obtener resultados de soldadura de alta calidad. Diferentes materiales y aplicaciones pueden requerir diferentes tipos y proporciones mixtas para cumplir con requisitos de soldadura específicos.
Si necesita encontrar un personalizado adecuado máquina de soldadura láser, puedes contactar con la cuenta. Le proporcionaremos una solución completa basada en su presupuesto y aplicación, incluidas las máquinas, la instalación y la capacitación técnica adecuadas. Cuando eliges un Láser AccTek, obtendrá más que simplemente una excelente máquina de soldadura láser. También obtendrá la ayuda de un equipo especial de expertos, que están comprometidos a brindar atención al cliente, capacitación y servicios de mantenimiento incomparables.

Equipo láser

Información del contacto

Obtenga soluciones láser