Se for necessário fazer uma conexão permanente de alta precisão de peças de produtos ou estruturas metálicas, cujas formas não devem sofrer alterações durante o processo de soldagem, a soldagem a laser é a mais adequada para esse fim. As principais dúvidas que surgem para quem planeja usar a soldagem a laser na prática pela primeira vez são mais ou menos assim: "Qual equipamento é usado para soldagem a laser? Quais configurações precisam ser definidas na máquina de solda ao soldar metais e aço? É possível fazer soldagem a laser com as próprias mãos, não é perigoso?"

Tecnologia de soldagem a laser

O princípio da soldagem a laser baseia-se no fato de que quando o laser atinge as juntas de metais e produtos siderúrgicos, a energia é absorvida, o metal é aquecido, derretido e interage em nível atômico. Então o metal cristaliza e uma ligação forte é formada - uma solda. Espelhos-guia são usados \u200b\u200bpara focar a energia do feixe de laser. A radiação laser coerente, que tem divergência mínima, afeta áreas de metal calculadas com precisão no local de adesão necessária em longas distâncias sem perda de qualidade.

Durante a soldagem a laser, a penetração no material não excede 2 mm. No ponto de foco do laser, o metal é aquecido e forma-se um orifício cilíndrico, que é preenchido com gás ionizado. É um absorvedor eficaz – capturando 95% da energia do laser. Esse furo é chamado de buraco de fechadura e a temperatura nele pode chegar a 25 mil°C, o que garante o mais alto grau de eficiência da soldagem a laser com tamanho mínimo do ponto de solda. Conseqüentemente, as tensões do material e suas deformações durante o processo de soldagem são mínimas. A velocidade da soldagem a laser chega a vários metros por minuto ou mais, ou seja, é o tipo de soldagem mais rápido.

Tipos de lasers usados

Com base no tipo de meio ativo, os sistemas laser são divididos em estado sólido e gás.

Estado Sólido

O meio ativo em um laser de estado sólido é uma haste feita de rubi rosa (óxido de alumínio com impurezas de íons de cromo). Os íons de cromo, quando irradiados, aquecem e entram em estado excitado, liberando então a energia armazenada. As extremidades da haste de rubi são revestidas com uma substância reflexiva (prata), formando espelhos translúcidos e transparentes, a partir dos quais os íons de cromo são refletidos e circulam em espiral ao redor da haste de rubi, excitando os íons seguintes e formando um processo semelhante a uma avalanche. Ocorre uma explosão de energia, que é direcionada por um feixe paralelo através de um espelho translúcido e focada por uma lente no ponto de soldagem. A potência de saída de lasers deste tipo é 10 ⁷ W, seção transversal da viga - 1 cm2.

A desvantagem de um laser de estado sólido ao operar em modo pulsado é sua baixa eficiência - de 0,01 a 1%. Uma porcentagem maior de eficiência é alcançada quando os lasers operam em modo contínuo com outros tipos de hastes.

Gás

O nível de eficiência e potência dos lasers a gás é uma vantagem significativa em comparação aos lasers de estado sólido. O design de tais lasers é um tubo cheio de gás, delimitado em ambos os lados por espelhos paralelos translúcidos e opacos. Eletrodos são inseridos no tubo, sob a influência de uma descarga, elétrons rápidos aparecem entre eles, excitando moléculas de gás. Quando retornam a um estado estável, formam-se quanta de luz, que se concentram no local de soldagem. Os lasers a gás operam em modo pulsado e contínuo.

Soldagem de metais a laser

A soldagem a laser de metais de grande espessura é realizada com penetração profunda, ou seja, com formação de canal vapor-gás, o que é fundamentalmente diferente da soldagem de metais de pequena espessura. Parâmetros que influenciam a profundidade de penetração:

• poder de radiação;
• velocidade de soldagem;
• características do sistema de focagem;
• composição mod;
• divergência de feixe;
• distribuição de densidade na seção transversal da viga.

A seleção da potência é feita de acordo com o seguinte princípio: o valor mínimo deve garantir a penetração da adaga, e no valor máximo não deve haver defeitos durante a soldagem, ou seja, a costura deve ser de boa qualidade. O diâmetro focal do ponto de solda é de 0,5-1,0 mm, caso contrário a eficiência de adesão diminui. A alta produtividade e os parâmetros de soldagem necessários são garantidos por uma velocidade de 25-30 mm/s.

Soldagem a laser de aço

Os mais difundidos na fabricação de estruturas soldadas são os aços de baixo carbono e baixo teor de carbono e baixa liga, que apresentam excelente soldabilidade. O modo de soldagem a laser recomendado, que garante a ausência de trincas, é o de alta velocidade (30-40 mm/s). Potência de 3 a 5 kW, distância focal de 12 a 20 cm, profundidade de foco - 1,5 mm.

A soldagem a laser requer preparação preliminar das bordas das estruturas de aço - limpeza de incrustações, ferrugem e remoção de umidade. A montagem para soldagem é realizada com a maior precisão possível no encaixe de peças e peças estruturais. O hélio ou sua mistura com argônio é usado como gás de proteção.

Soldagem manual a laser

Recentemente, foram desenvolvidos sistemas de soldagem compactos que operam no modo de soldagem manual com configurações programáveis. Usando esse equipamento você pode produzir:

• soldagem a ponto;
• revestimento a laser e reparo de moldes;
• processamento de peças e elementos de equipamentos médicos;
• conserto de joias;
• endurecimento superficial de materiais;
• soldagem em microeletrônica.

Vantagens da soldagem a laser

Dentre a variedade de tecnologias de soldagem, o laser possui as seguintes características:

• alta produtividade e rapidez do processo;
• zona de impacto térmico limitada pelo pequeno diâmetro de focagem do laser;
• facilidade de controle das instalações e sua rápida reprogramação;
• respeito ao meio ambiente;
• união de metais de alta qualidade, confiável e ultraprecisa;
• possibilidade de tração em locais de difícil acesso.

O vídeo mostra soldagem a laser realizada em diversos equipamentos - um complexo alemão totalmente automatizado e um sistema programável manual.