El desarrollo de la tecnología láser ha hecho que los métodos tradicionales de soldadura, como MIG / MAG, MMA o TIG, ya no jueguen un papel significativo en el procesamiento de metales. Los soldadores láser son más precisos, eficientes y flexibles. Actualmente, podemos distinguir tres tipos básicos de láseres: YAG, CO2 y láseres de fibra. En la industria, estos últimos están ganando cada vez más ventaja, ofreciendo mayores velocidades de operación y mayor fiabilidad que los otros dos tipos. También tienen un amplio espectro de aplicaciones. Se utilizan en aviación, automoción, producción de equipos sanitarios y procesamiento de alimentos, entre otros.
¿Cómo funciona un soldador láser?
El mecanismo de un soldador láser se basa en fundir el área de contacto utilizando un rayo láser en un escudo de gas inerte. La capacidad de regular el haz hace que sea fácil adaptarse al material que se está procesando. La alta densidad de energía del haz permite unir elementos de hasta 25 mm. La zona de unión es muy estrecha, y la deformación es tan pequeña que no se requiere un procesamiento mecánico adicional después de la soldadura.
Durante la soldadura, el rayo láser pasa al objeto soldado a través de un sistema especial de obturadores, espejos y elementos ópticos. El haz de luz se enfoca en el área de soldadura y se refleja. La capacidad de absorber la energía del rayo láser por la pieza de trabajo es muy importante porque de ello depende la efectividad de la soldadura.
El proceso de soldadura puede tener lugar mediante la creación de un baño de soldadura, o con penetración completa de la junta en múltiples capas o con una sola pasada, y también sin material adicional. El proceso de soldadura en sí depende significativamente del material. Si se sueldan láminas delgadas de acero bajo en carbono, no es necesario utilizar protección del baño de soldadura. Esto está relacionado con el corto tiempo y la velocidad de todo el proceso.
Tipos de soldadores
La soldadura láser está actualmente desplazando los métodos tradicionales de soldadura. En estos dispositivos se utilizan diferentes tipos de láseres: diodo, YAG y fibra óptica. Este último se caracteriza por la mayor flexibilidad en términos de rango de dimensiones de soldadura. También permite altas velocidades de todo el proceso, lo que a su vez es resultado de la alta relación entre la profundidad de penetración y la potencia. Sin embargo, los modelos individuales de soldadores láser con láseres de fibra óptica difieren en muchos aspectos, lo que determina principalmente su propósito y efectividad al trabajar en materiales específicos.
Tamaño del dispositivo
El proceso de soldadura requiere gran precisión. Los soldadores láser pueden unir elementos de varios tamaños, incluidas láminas de metal, tubos u otros elementos estructurales con formas inusuales. El tamaño del dispositivo en sí es importante tanto para la comodidad del trabajo como para la eficiencia de la soldadura. Hay máquinas grandes que también tienen mesas de trabajo. Han encontrado su aplicación principalmente al trabajar en elementos más grandes. Una alternativa a ellos son los soldadores láser compactos, portátiles con una carcasa cerrada. Ocupan mucho menos espacio y, gracias a la tecnología avanzada, tienen altos parámetros de trabajo. Por lo tanto, funcionan bien tanto en grandes como en pequeñas naves industriales.
Potencia del soldador
Este es uno de los parámetros clave considerados en la división de los soldadores láser. La potencia de salida del láser determina el propósito de la máquina. Para materiales más gruesos y más grandes, los soldadores con un nivel de potencia de 3000W serán los mejores. Para unir materiales más delgados, se dedican soldadores con menos potencia, por ejemplo, 1000W.
Alimentador de alambre automático
Es una parte importante del equipo del soldador láser, responsable de mover el alambre a través del mango, lo que a su vez se traduce en la posibilidad de alimentarlo al sitio de soldadura. En algunos dispositivos, como es el caso del soldador láser FANUCI 4.0 PRO GenX, el alimentador está adicionalmente integrado con el software del dispositivo. En este caso, el dispositivo funciona con un relleno de 0.8-2.0mm de espesor en modo "push" o "pull".
Sistema de control
Los soldadores láser también difieren en los sistemas de control. Los fabricantes suelen ofrecer software dedicado integrado con los dispositivos. Los sistemas operativos se manejan a través de un panel de usuario. En máquinas tecnológicamente avanzadas, estos son paneles táctiles, intuitivos y fáciles de usar. Es importante prestar atención a las posibilidades de configuración de parámetros individuales. Una función útil también es recordar configuraciones anteriores, e incluso programas ya preparados.
Parámetros técnicos
Los parámetros técnicos determinan la efectividad del trabajo del soldador láser en condiciones específicas. Los básicos incluyen la potencia de salida del láser, que actualmente se encuentra en un nivel de 1000W a 3000W. Los dispositivos también difieren en el voltaje eléctrico; en el caso del soldador láser FANUCI 4.0 PRO GenX, es de 230V o 380V. El consumo de energía aumenta proporcionalmente a la potencia de salida del láser y es de 5KW (para 1000W), 7KW (para 1500W), 9KW (para 2000W) y 11KW (para 3000W), respectivamente.
Los soldadores láser también tienen diferentes velocidades de soldadura, siendo la potencia más baja de 0-160mm/s, mientras que en la más alta es de 0-215mm/s.
Componentes del soldador
Los soldadores láser FANUCI modernos y tecnológicamente avanzados se caracterizan por la versatilidad del trabajo; pueden utilizarse para diferentes tipos de materiales, incluidos incluso los más delicados. Con su ayuda, se pueden unir elementos de diferente espesor y forma. Las soldaduras obtenidas son muy duraderas y no requieren un procesamiento adicional. Debemos esto principalmente a los componentes confiables utilizados en su producción.
Fuente láser
La eficiencia del trabajo del soldador y la calidad de la soldadura dependen de ella. Las fuentes láser de tecnología de fibra se caracterizan por una intensidad 100 veces mayor que la de un láser CO2. El punto focal más pequeño del rayo láser resulta en una alta densidad de potencia, que, combinada con una alta absorción, afecta positivamente a la eficiencia de unir materiales. Se estima que la vida útil de un láser de fibra es de aproximadamente 100,000 horas, por lo que puede trabajar hasta 45 años. Además, es una tecnología respetuosa con el medio ambiente y propicia para condiciones de trabajo seguras. Los láseres de fibra permiten la soldadura de materiales altamente reflectantes, lo que los hace aún más versátiles y flexibles.
Cabezal láser
Consta de una boquilla, un cajón de vidrio protector, un interruptor, un motor eléctrico, un cable de fibra óptica y una línea de gas de enfriamiento y protección. Los soldadores láser FANUCI utilizan un cabezal equipado con un sistema de movimiento de haz eléctrico, que permite corregir imperfecciones del material. Se mueve con mucha precisión y permite soldar a una velocidad 2-10 veces más rápida que los cabezales tradicionales utilizados en soldadores láser portátiles.
Alimentador de alambre automático
Juega un papel muy importante en el trabajo del operador. Permite la alimentación automática de alambre, teniendo en cuenta los parámetros establecidos. Se ha integrado con el software, lo que se traduce en una precisión de trabajo aún mayor. El alimentador de alambre automático permite trabajar con un relleno de 0.8-2.0mm de espesor en modo "push" o "pull", es decir, alimentando el alambre mientras se guía simultáneamente la mano del operador.
Sistema de control
Es responsable de operar el dispositivo y gestionar sus parámetros de trabajo. El operador puede controlar la potencia de salida del láser, la velocidad y el ancho de escaneo, así como establecer el modo de soldadura - continuo o modulado. Una gran ventaja es la función de recordar el modo de operación del soldador, para que la próxima vez no sea necesario reajustar los mismos parámetros.
Sistema de filtración
Los soldadores láser de fibra óptica están equipados con un extractor de soldadura especial con un filtro responsable de limitar el nivel de contaminación del aire en el lugar de trabajo. Además, el aire purificado puede volver al espacio de trabajo nuevamente. Esta solución tiene como objetivo reducir las pérdidas asociadas con la eliminación de aire caliente fuera del edificio, lo que ocurre en el caso de extractores sin filtro. El sistema de filtro PRO CleanAIR elimina automáticamente el polvo y los vapores, lo que se traduce no solo en un entorno de trabajo más amigable para el ser humano, sino también en una vida útil más larga del dispositivo.
Ventajas de los soldadores láser
Los soldadores láser, especialmente los de fibra, se distinguen por parámetros de trabajo que les permiten lograr una precisión superior al promedio en la unión de materiales. También construyen su ventaja sobre otros métodos de soldadura en términos de seguridad y versatilidad, así como efectividad, lo que permite la eliminación del procesamiento mecánico adicional después de que se complete el proceso de soldadura.
¿Qué aspectos hacen que los soldadores láser de fibra óptica sean mejores que otros dispositivos con el mismo propósito?
- Generan menos calor, lo que se traduce en un menor riesgo de deformación y otros defectos. Esto está condicionado por tensiones térmicas más bajas.
- Gracias a la capacidad de regular el tamaño del haz, funcionan bien al unir materiales más delgados y delicados.
- Las soldaduras no requieren un procesamiento mecánico adicional, lo que se traduce en un tiempo de trabajo más corto.
- El sistema de filtración asegura que el dispositivo no genere humos dañinos para el medio ambiente y los humanos. Esto favorece la creación de un entorno de trabajo seguro.
- El soldador láser trabaja a alta velocidad, tanto con materiales delgados como gruesos. Esto se traduce en eficiencia del procesamiento de materiales.
- La larga vida útil de los láseres de fibra permite generar mayores ahorros. Tales dispositivos pueden trabajar activamente durante 100,000 horas.
Aplicaciones de los soldadores
Los soldadores láser se utilizan en muchas industrias. Pueden utilizarse para unir elementos grandes, ya que no es necesario transportar los materiales procesados a la estación de trabajo. Los soldadores láser se utilizan, entre otros, en las industrias de aviación y automoción. Se utilizan para unir elementos en sistemas fotovoltaicos. Debido a su precisión, han encontrado su aplicación en la producción de equipos médicos, incluidas bombas de insulina y marcapasos. También son apreciados en la industria electrónica y en la producción de equipos sanitarios. El proceso de soldadura también se lleva a cabo en las industrias del mueble, la construcción y el acabado.
¿Qué considerar al elegir un soldador?
Al elegir un soldador láser, debe considerar principalmente su propósito final: si se utilizará para unir elementos pequeños o grandes, delgados o gruesos, a escala menor o mayor. Estos factores determinan la elección de un dispositivo con parámetros apropiados que permitirán un trabajo efectivo y eficiente. ¿Qué factores son clave?
- Potencia del soldador - cuanto mayor sea, mejor manejará elementos más gruesos y grandes
- Software - el sistema que opera el soldador debe ser intuitivo y al mismo tiempo preparado para la integración con los sistemas de la empresa
- Material procesado - qué materiales puede trabajar el soldador, si entre ellos hay materiales altamente reflectantes
- Sistema de enfriamiento - en los modernos soldadores láser FANUCI, el agente refrigerante es agua, no aire, lo que se traduce en un funcionamiento más estable y suave
- Sistema de filtración - responsable del aire limpio y del trabajo con un impacto adverso limitado en el medio ambiente natural
- Soporte posventa - los láseres de fibra modernos se caracterizan por una fiabilidad muy alta. Sin embargo, no hay máquinas que a veces no requieran reparaciones, especialmente con un uso intensivo. Por lo tanto, vale la pena prestar atención al servicio y soporte posventa al comprar un soldador láser
La tecnología láser ha revolucionado la industria del procesamiento de metales. Unir materiales se ha vuelto más preciso, más rápido y más eficiente. La posibilidad de automatización ha hecho que el hombre sea más un supervisor de todo el proceso que su ejecutor principal. Los soldadores láser ciertamente agilizan todo el trabajo, lo que se aplica no solo a plantas pequeñas, sino también a grandes empresas que centran sus actividades principalmente en el procesamiento de metales.