Introducció a la soldadura híbrida d'arc làser d'alta potència

Soldadura híbrida amb arc làserg és un mètode de soldadura làser que combina el feix làser i l'arc per a la soldadura. La combinació de raig làser i arc demostra plenament la millora significativa de la velocitat de soldadura, la profunditat de penetració i l'estabilitat del procés. Des de finals de la dècada de 1980, el desenvolupament continu de làsers d'alta potència ha promogut el desenvolupament de la tecnologia de soldadura híbrida d'arc làser. Problemes com el gruix del material, la reflectivitat del material i la capacitat de pont de buits ja no són obstacles per a la tecnologia de soldadura. S'ha utilitzat amb èxit en la soldadura de peces de material de gruix mitjà.

Tecnologia de soldadura híbrida per arc làser

En el procés de soldadura híbrida d'arc làser, el feix làser i l'arc interaccionen en una piscina fosa comuna per produir soldadures estretes i profundes, millorant així la productivitat, tal com es mostra a la figura 1.

Figura 1 Esquema del procés de soldadura híbrida d'arc làser

Principis bàsics de la soldadura híbrida d'arc làser

La soldadura làser és coneguda per la seva zona afectada per la calor molt estreta, i el seu feix làser es pot enfocar en una petita àrea per produir soldadures estretes i profundes, que poden aconseguir velocitats de soldadura més altes, reduint així l'entrada de calor i reduint la possibilitat de deformació tèrmica de peces soldades. No obstant això, la soldadura per làser té una poca capacitat de pont, de manera que es requereix una alta precisió en el muntatge de la peça i la preparació de les vores. La soldadura làser és molt difícil per soldar materials d'alta reflectivitat com l'alumini, el coure i l'or. En canvi, el procés de soldadura per arc té una excel·lent capacitat de pont de buits, una alta eficiència elèctrica i pot soldar eficaçment materials amb alta reflectivitat. Tanmateix, la baixa densitat d'energia durant la soldadura per arc frena el procés de soldadura, donant lloc a una gran quantitat d'entrada de calor a la zona de soldadura i provocant una deformació tèrmica de les peces soldades. Per tant, l'ús d'un feix làser d'alta potència per a la soldadura de penetració profunda i la sinergia d'un arc amb alta eficiència energètica, l'efecte híbrid del qual compensa les deficiències del procés i complementa els seus avantatges, tal com es mostra a la figura 2.

Els desavantatges de la soldadura làser són la poca capacitat de pont de buits i els alts requisits per al muntatge de la peça; els desavantatges de la soldadura per arc són la baixa densitat d'energia i la poca profunditat de fusió quan es solden plaques gruixudes, que genera una gran quantitat d'entrada de calor a la zona de soldadura i provoca una deformació tèrmica de les peces soldades. La combinació d'ambdós pot influir-se i recolzar-se mútuament i compensar els defectes del procés de soldadura de l'altre, donant un joc total als avantatges de la fusió profunda per làser i la coberta de soldadura per arc, aconseguint els avantatges d'una entrada de calor petita, una petita deformació de la soldadura, velocitat de soldadura ràpida i força de soldadura alta, tal com es mostra a la figura 3. La comparació dels efectes de la soldadura làser, la soldadura per arc i la soldadura híbrida per arc làser en plaques mitjanes i gruixudes es mostra a la taula 1.

Taula 1 Comparació dels efectes de soldadura de plaques mitjanes i gruixudes

Figura 3 Diagrama del procés de soldadura híbrida d'arc làser

Caixa de soldadura híbrida d'arc Mavenlaser

L'equip de soldadura híbrid d'arc Mavenlaser es compon principalment d'aBraç robot, un làser, un refrigerador, acapçal de soldadura, una font d'energia de soldadura per arc, etc., tal com es mostra a la figura 4.

Camps d'aplicació i tendències de desenvolupament de la soldadura híbrida per arc làser

Camps d'aplicació

A mesura que madura la tecnologia làser d'alta potència, la soldadura híbrida d'arc làser s'utilitza àmpliament en diversos camps. Té els avantatges d'una alta eficiència de soldadura, una gran tolerància al buit i una penetració profunda de la soldadura. És el mètode de soldadura preferit per a plaques mitjanes i gruixudes. També és un mètode de soldadura que pot substituir la soldadura tradicional en el camp de la fabricació d'equips a gran escala. S'utilitza àmpliament en camps industrials com ara maquinària d'enginyeria, ponts, contenidors, canonades, vaixells, estructures d'acer i indústria pesant.