Ya sea que desee actualizar su negocio de soldadura o establecer una operación completamente nueva, esta guía lo ayudará a elegir la máquina de soldadura por láser de fibra adecuada. Aquí, hemos reunido los factores esenciales que debe considerar en función de la investigación científica y las tendencias del mercado. Empecemos.
¿Qué es la soldadura por láser de fibra?
Máquina de soldadura por láser de fibra utiliza fibras ópticas dopadas con metales de tierras raras como iterbio y neodimio para generar (y transmitir) el rayo láser. El rayo láser puede alcanzar temperaturas de hasta 3000 ℃ (5432 ℉). Esta alta temperatura funde el metal base y fusiona las dos piezas. El láser de fibra es una tecnología moderna y una actualización de las máquinas láser de CO2, dopadas y Nd: YAG más antiguas.
Estas máquinas contemporáneas dan mucha flexibilidad en términos de soldadura. Un botón puede ajustar la configuración para adaptarse a varios materiales y juntas de soldadura. Los láseres de fibra también hacen que las posiciones de soldadura desafiantes sean más fáciles de soldar. Además, estas máquinas son más rápidas, mejores y más potentes que otras máquinas de soldar. La radiación láser es dañina para los ojos humanos, por lo que se requiere una protección adecuada.
¿Cómo funciona la soldadura por láser de fibra?
Las máquinas de soldadura por láser de fibra tienen diferentes componentes de trabajo. Tomemos como ejemplo una máquina láser de fibra automática de 2 kW. Las partes principales de la máquina de soldar son el panel de control, la fuente del rayo láser, la cama de trabajo, el sistema de pórtico y el cabezal del láser. El equipo de soldadura láser adicional incluye cilindros de gas para gas de protección.
Al igual que los métodos tradicionales, los láseres de fibra utilizan la energía térmica de un rayo láser para fusionar dos metales base. Luego, si es necesario, el alambre de relleno se usa para hacer juntas de soldadura sólidas.
La entrada de calor en el caso de la soldadura por láser depende de tres factores cruciales: la tasa de absorción, la potencia de salida y la velocidad de soldadura. La tasa de absorción significa cuánta energía láser es absorbida por el material. Depende de la longitud de onda del láser y de las propiedades del material. Estas son características inherentes y no se pueden cambiar. Sin embargo, puede ajustar la potencia del láser y la velocidad de soldadura para obtener una mejor calidad de soldadura.
Los láseres de fibra tienen tres modos distintivos. Se trata de soldadura por conducción, de transición y de ojo de cerradura. En la soldadura por conducción, un rayo láser de menor densidad de potencia calienta la superficie del metal base y se produce la fusión. La penetración de la soldadura no es profunda. En este caso, la potencia de salida es de 105 W/cm^2.
Para soldaduras más fuertes, soldadura de ojo de cerradura Se utiliza el modo. Aquí el haz de alta densidad de potencia funde y vaporiza la superficie, creando una cavidad (ojo de cerradura) en el punto de partida. Luego, a medida que el láser se mueve (o la pieza de trabajo), el metal fundido llena la cavidad detrás del láser creando una costura de soldadura perfecta. De esta manera se garantiza una soldadura de penetración profunda.
¿Beneficios de la soldadura por láser de fibra sobre los métodos tradicionales?
La cuota de mercado de la tecnología láser aumenta cada día a medida que más industrias adoptan esta tecnología moderna. Según un informe economico, los láseres ahora aportan 11 mil millones de dólares a la fabricación. Y está aumentando continuamente. Esto no es casualidad.
Éstos son algunos beneficios de la soldadura láser que puede llevar su negocio a nuevas alturas.
Soldaduras Complejas
La soldadura láser le permite realizar soldaduras en articulaciones complejas. Además, este tipo de soldadura funciona bien para cualquier posición de soldadura. También es adecuado para prototipos complejos. La soldadura tradicional no puede adaptarse rápidamente a diseños no convencionales. Los láseres, por otro lado, pueden adaptarse rápidamente con ajustes mínimos.
Versatilidad en Material
Una amplia gama de compatibilidad de materiales es uno de los mayores puntos fuertes de la tecnología láser. Con estas máquinas se pueden soldar metales, no metales, composites, materiales orgánicos y termoplásticos. Además, también se pueden soldar materiales diferentes. Esto es algo sin precedentes. Los métodos tradicionales sólo son buenos para un grupo específico de materiales.
Exactitud y precisión
La capacidad de los láseres para enfocarse a un nivel micro los hace fenomenales. La soldadura láser puede apuntar a un punto tan pequeño como 0.2 mm. Además, la soldadura láser tiene las tolerancias más bajas en comparación con las tecnologías más antiguas.
El grosor del material tampoco es un problema, ya que la soldadura por láser puede crear fácilmente una penetración profunda en forma de ojo de cerradura para obtener costuras de soldadura limpias. Además, los láseres de fibra pueden alcanzar una velocidad de soldadura de 16 mm/s (y más) con una facilidad que en el pasado era difícil.
Huella baja
De acuerdo con un estudio realizado por la Universidad Técnica de Lisboa, los láseres de fibra también son compactos en comparación con las máquinas láser tradicionales. Una máquina de láser de fibra de 4 kW tiene solo una huella de 0.5 m ^ 2 en comparación con Nd: YAG, que tiene 11 m ^ 2 con la misma potencia. Las máquinas láser de fibra también tienen bajos requisitos de mantenimiento.
Amplia aplicación
La soldadura láser tiene amplias aplicaciones en la industria manufacturera. A medida que la tecnología láser mejora, casi no hay industria que no se sienta afectada por su magnífico rendimiento. Los principales sectores incluyen la industria automotriz, aeroespacial, petróleo y gas, construcción y fabricación de electrodomésticos.
La soldadura láser es adecuada tanto para la soldadura por puntos como para la soldadura continua. Además, no necesita acceso a dos lados del material para la soldadura por puntos como lo hace el método tradicional.
Distorsiones más bajas
Los láseres producen zonas menores afectadas por el calor. Esto se debe a que los láseres pueden señalar con precisión dónde se debe aplicar el calor sin desperdiciar energía.
El metal base se derrite y fusiona, pero las áreas circundantes no se ven afectadas. El gas protector también ayuda a enfriar las soldaduras. Esto reduce significativamente la distorsión en la placa base. Como resultado, la reducción del costo total de la rectificación.
Fácil de dominar
Los métodos tradicionales como la soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG) y gas inerte metálico (MIG) necesitaron años para perfeccionar la técnica. Sin embargo, ese no es el caso con la soldadura láser moderna. Con unas pocas sesiones de formación, el soldador láser puede dominar esta técnica de soldadura.
Factores a considerar al comprar una máquina de soldadura por láser de fibra
Inicialmente, configurar un sistema de soldadura láser puede ser un proceso desalentador. Por lo tanto, debe considerar estos factores importantes antes de comprar su primera máquina de soldadura por láser.
1. Tipos de máquinas de soldadura láser
Antes de invertir en su primer proyecto, debe comenzar por comprender varios tipos de tecnologías de soldadura por láser. Cada tipo de máquina láser tiene una característica específica y se clasifica según la fuente del láser. No te preocupes. Trataré de mantener las cosas lo más simple posible.
Soldadura por láser de gas
En este tipo de soldadura, el láser se produce cuando una carga eléctrica pasa a una cámara llena de gas dióxido de carbono. La corriente excita los átomos que, como resultado, liberan energía en forma de luz y calor.
El uso de lentes y espejos especializados la amplifica. Finalmente, el láser resultante se utiliza para soldar.
Soldadura de estado sólido
Cuando se produce un láser utilizando un cristal (medio en estado sólido), en la mayoría de los casos, “granate de itrio y aluminio dopado con neodimio; Nd: Y3Al5O12”, se dice que es un láser de estado sólido. Luego se amplifica y transmite mediante lentes especiales y varillas cristalinas. Por lo tanto, se la conoce más comúnmente como tecnología láser Nd:YAG.
Soldadura por láser de fibra
La soldadura por láser de fibra es una tecnología relativamente nueva. Utiliza fibras ópticas dopadas con iterbio Yb3+ (principalmente) para la generación y transmisión de láser. Además, estas máquinas son más compactas ya que las fibras ópticas son bastante flexibles.
La superioridad de la soldadura láser de fibra
Un estudio sobre máquinas de soldadura láser encontró que una máquina de CO2 de mayor potencia producía una penetración de soldadura menor que una máquina Nd: YAG de potencia ligeramente menor a la misma velocidad de soldadura.
Además, la longitud de onda de los láseres de fibra es más corta que la de los láseres de CO2. Esto significa que los láseres de fibra tienen una absorción de láser mejorada que puede conducir a una penetración de soldadura más profunda, especialmente en materiales reflectantes como el aluminio y el acero dulce.
Además, los láseres de fibra tienen una mejor calidad de haz que los láseres YAG. La soldadura por láser de fibra combina los beneficios de los láseres de CO2 y YAG y ofrece un mejor rendimiento. Para una comparación de estos tres láseres, puede consultar este artículo.
Soldadura Láser Pulsada y Continua
La tecnología de soldadura láser pulsada y continua son otras formas en que se clasifican las máquinas.
Cuando el rayo láser se divide en paquetes de energía, se conoce como pulsos láser. Las máquinas de soldadura láser Nd: YAG utilizan principalmente haces pulsados. Dichos rayos pueden producir energías de mayor intensidad máxima, perfectas para la soldadura por puntos.
Cuando un rayo láser fluye en un flujo continuo, se denomina tecnología de onda continua (CW). La soldadura por láser de fibra puede ser pulsada o continua. Sin embargo, los láseres de fibra CW son versátiles y pueden realizar soldaduras más rápidas.
2. Compatibilidad de materiales
En segundo lugar, haz una lista de los materiales con los que quieres trabajar. La soldadura láser es versátil y puede soldar metales, compuestos y termoplásticos. Otro factor que entra en juego es la reflectividad del metal. Las superficies brillantes reflejan el láser y provocan una pérdida de energía. Afortunadamente, la soldadura láser está evolucionando y las diferentes máquinas de soldar cubren un amplio espectro de materiales.
|
Compatibilidad |
Material |
láser de fibra |
CO2 Láser |
Láser Nd:YAG |
|---|---|---|---|---|
|
Metales |
Aluminio: |
Mejores Clínicas de |
Moderado |
Mejores Clínicas de |
|
Latón |
Mejores Clínicas de |
Bajo |
Moderado |
|
|
Cobre |
Mejores Clínicas de |
Bajo |
Moderado |
|
|
Acero dulce |
Mejores Clínicas de |
Mejores Clínicas de |
Mejores Clínicas de |
|
|
Oro |
Mejores Clínicas de |
Moderado |
Moderado |
|
|
Plata |
Mejores Clínicas de |
Moderado |
Moderado |
|
|
Acero Inoxidable |
Mejores Clínicas de |
Mejores Clínicas de |
Mejores Clínicas de |
|
|
No metales |
Acrylic |
Moderado |
Mejores Clínicas de |
Bajo |
|
Telas |
Bajo |
Bajo |
Bajo |
|
|
Cerámica |
Moderado |
Mejores Clínicas de |
Moderado |
|
|
Cuero |
Moderado |
Mejores Clínicas de |
Moderado |
|
|
Caucho |
Moderado |
Mejores Clínicas de |
Bajo |
|
|
Madera |
Moderado |
Mejores Clínicas de |
Bajo |
|
|
Termoplásticos |
Plásticos |
Moderado |
Mejores Clínicas de |
Bajo |
|
composites |
Moderado |
Mejores Clínicas de |
Moderado |
El gas de protección adecuado hace que el proceso de soldadura sea aún más eficiente. Además, el argón es la mejor opción, luego viene el nitrógeno y el helio.
3. Compatibilidad de soldadura
Diferentes máquinas de soldar realizan diferentes funciones. Nd: YAG es mejor para algunas aplicaciones, mientras que los láseres de fibra funcionan mejor para otras. Analicemos la aplicación de cada tipo de máquina de soldar por separado.
láser de fibra
Estas máquinas de soldadura son las mejores para el procesamiento de chapas finas y gruesas. Además, los láseres de fibra ofrecen una eficiencia de enchufe de pared (WPE) del 30 %, que es la mejor entre todas las demás tecnologías láser. Esto conduce a una penetración más profunda del ojo de la cerradura y mayores velocidades de soldadura.
Laser CO2
Estas máquinas de soldar son adecuadas si desea soldar piezas metálicas gruesas. Sin embargo, algunos no metales responden mejor a la longitud de onda de los láseres de CO2. Su eficiencia global (WPE) es del 5-10%.
Láser Nd: YAG
Estas máquinas de soldadura son las mejores para la soldadura de acero estructural. También se utiliza para soldar paneles rígidos en el industria de la construcción naval. Ofrece velocidades de soldadura más altas de 16 mm/s con una potencia de salida superior a 2 KW. Sin embargo, la eficiencia de estas máquinas es ligeramente inferior a la del láser de CO2.
4. Aplicación de la industria
Ya sea que planee establecer una industria manufacturera pequeña o grande, debe elegir entre estos tipos.
Máquina de soldadura láser de mano
Normalmente, adecuado para industrias de pequeña y mediana escala. Las máquinas de soldar portátiles son máquinas manuales compactas, semiautomáticas. Es más fácil dominar la soldadura láser en comparación con la soldadura TIG y MIG. Es adecuado para trabajos de reparación y producción de tamaño mediano. Puede utilizarlo para soldadura por puntos o para soldaduras continuas.
Soldadura robotizada
Máquinas de soldadura láser robotizadas use brazos robóticos controlados por computadora para moverse en un espacio tridimensional. Por lo tanto, solo son adecuados para industrias a gran escala con altos presupuestos y cargas de trabajo.
Otro tipo son las máquinas de soldadura láser de estilo CNC que toman grandes placas de material y realizan trabajo en ellas. Estas máquinas utilizan un sistema de pórtico y la soldadura se realiza en un espacio bidimensional.
5. Potencia, velocidad y frecuencia del láser
Recuerde los parámetros principales, lo que significan y cómo afectan el proceso de soldadura antes de elegir la máquina de soldadura láser.
Primero está la potencia del láser. Para soldadura continua, debe buscar una máquina de mínimo 1 KW a 2 KW. Para trabajos a pequeña escala, una máquina de soldar con una potencia de salida de 1000 W (o menos) es suficiente.
En segundo lugar, se prefiere una frecuencia láser moderada (pulso por segundo, Hertz) y una salida más alta para una soldadura eficiente. El láser de fibra y el láser Nd:YAG proporcionan la mejor velocidad de soldadura. El ancho del pulso es otro factor crucial que determina la fusión del material y la penetración del ojo de cerradura.
6. Material de aporte en soldadura láser
Por lo general, la soldadura por láser usa calor para fusionar dos materiales base. Pero al igual que los procesos tradicionales, la soldadura láser también puede utilizar material de relleno. La mayoría de las máquinas de soldadura láser vienen con ambas opciones. Los materiales de relleno generalmente se usan cuando el espacio entre las piezas de trabajo es demasiado grande.
7. Configuración
La máquina láser debe complementar su carga de trabajo, el procesamiento de materiales y la geometría del trabajo. La configuración se refiere a máquinas de soldadura láser manuales o semiautomáticas y automáticas.
Las máquinas manuales funcionan mejor en la producción a pequeña escala. Por el contrario, las máquinas semiautomáticas y automáticas generarán mayores ganancias en una gran producción. Las máquinas automatizadas son más grandes y capaces de producir a gran escala. Requiere menos intervención por parte del operador.
¿Cuánto cuesta una máquina de soldadura por láser de fibra?
El costo de las máquinas de soldadura láser varía de un país a otro. La producción de energía, la configuración y la personalización son factores importantes que afectan el costo.
Típicamente, Costo de las máquinas de soldadura láser de mano. Entre 1 y 10 dólares. Las máquinas automatizadas más grandes pueden costar entre 15 y 35 dólares. Los impuestos a las importaciones también pueden aumentar el precio del producto.
El coste inicial de la soldadura láser es superior al de los sistemas tradicionales. Sin embargo, los beneficios a largo plazo de bajo mantenimiento y mayor calidad compensan la inversión.
¿Dónde encontrar las mejores ofertas en máquinas de soldadura láser de fibra?
Primero, debe buscar un fabricante de máquinas de soldadura láser que se especialice en tecnología láser. Los fabricantes profesionales fabrican máquinas duraderas y de alta calidad. La durabilidad es el aspecto principal, ya que cualquier parada brusca de la máquina puede afectar directamente a su negocio. Por lo tanto, gastar dinero extra en una mayor calidad puede salvar sus perspectivas comerciales.
Esto también nos lleva al siguiente paso, que son los servicios posventa. Las máquinas láser son más complejas que las tradicionales, por lo que una empresa que ofrezca este servicio es un plus.
En tercer lugar, la marca debe tener un centro de investigación de calidad y personal experimentado. De esa manera, puede solicitarles una personalización específica en la máquina que puede ayudarlo a aumentar la producción.
Por último, pero no menos importante, la empresa debe ofrecer precios de mercado competitivos. La inversión inicial ya es muy grande, por lo que no desea gastar dinero extra.
Conclusión
Con suerte, este manual detallado sobre máquinas de soldadura por láser le servirá como luz de guía para su proyecto. Asegúrese de centrarse en los factores mencionados anteriormente que son cruciales para considerar antes de comprar una nueva máquina de soldar.
Sorprendentemente, la soldadura láser tiene muchos tipos que pueden funcionar en varios materiales. Puede reemplazar fácilmente los métodos tradicionales y mejorar el proceso de soldadura.
Baison Laser ofrece las mejores soluciones de soldadura láser
Estás aquí por una razón y no te dejaremos con las manos vacías. Nuestra empresa fabrica máquinas de soldadura láser de primera calidad para la industria emergente. láser de baño Las máquinas de soldar son de alta calidad, duraderas y están equipadas con la última tecnología.
Producimos una variedad de máquinas de soldar que atienden a diferentes sectores industriales. Además, nuestro catálogo incluye máquinas de soldadura láser de fibra con numerosas potencias y configuraciones adecuadas para diferentes proyectos como la mejor soldadora láser de mano.
Además, tendrá la opción de personalizar su pedido y nuestro experto lo guiará en cada paso del proceso.
Si no está seguro, regístrese para obtener un evaluación GRATIS. Ofrecemos precios competitivos en todos nuestros productos. ¿Entonces, Qué esperas? ¡Haga clic en el botón de abajo para obtener la máquina ahora!
