Soldadura por láser Es una poderosa técnica que utiliza el calor de la tecnología láser para fusionar dos materiales, como placas de acero. Debido a la reacción natural de los metales al calor extremo, la soldadura enfrenta un desafío llamado deformación por soldadura. Este es un tipo de distorsión que puede comprometer la integridad de los metales fundidos. Afortunadamente, existen formas de minimizar la deformación mediante la implementación de parámetros del proceso de soldadura.
En este artículo, nos centraremos en lo que significa la distorsión en la soldadura, qué la causa y cómo minimizar su efecto. También descubrirá consejos eficaces que le ayudarán a solucionar los efectos de la deformación en la soldadura.
¿Qué es la deformación de la soldadura por láser?
Distorsión o deformación de la soldadura. implica Cambios en la forma y dimensión de una estructura metálica.. Es un efecto natural de la soldadura. Cuando los metales se someten a soldadura láser, se someten a un calor extremo que hace que se derritan. Esto hace que el material se expanda.
A medida que el metal fundido se enfría a temperatura ambiente, se solidifica y comienza a contraerse. Este es el estrés residual. Si el calentamiento es localizado y no se calienta el resto de la superficie metálica, esta no se expandirá ni contraerá de la misma forma. Esto causará distorsión.
Acerca de la soldadura láser
Para comprender mejor cómo se produce la deformación, es importante comprender qué soldadura por rayo láser .
El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología ha considerado que esta técnica es bastante popular en el mundo de la fabricación. Es tan frecuente que la agencia del gobierno de EE. UU. ha gastado valiosos recursos para "mejorar las simulaciones" de los procedimientos de soldadura láser con la esperanza de agilizar los procesos de fabricación en el futuro.
Diferente a los soldadura por arco que utiliza el aporte de calor de un arco, la soldadura láser utiliza entrada de calor de un rayo láser. El láser alcanza el punto de fusión de un metal para crear una articulación fuerte y fusionar materiales.
Ambos son eficaces para infundir incluso acero de alta resistencia. Sin embargo, se considera que el proceso de soldadura por láser es más eficaz para producir un acabado preciso, lo que produce una mayor calidad de soldadura.
¡Comuníquese con nosotros ahora!
Brindamos a nuestros clientes soluciones láser precisas y rentables.
Materiales propensos a distorsionarse después de soldar
Para identificar qué hace que un material sea susceptible a la distorsión de la soldadura, es necesario comprender las propiedades que afectan la distorsión. Algunos materiales son más propensos a deformarse debido a 2 propiedades, las físicas y mecánicas.
1. La propiedad física es la medida de la expansión térmica y la conductividad térmica.
- Expansión térmica Es el movimiento del metal mientras se expande cuando se calienta y se contrae mientras se enfría. Si hay un alto coeficiente, Es más probable que el material se expanda y contraiga, por lo que se distorsionará más.
- Conductividad térmica, por otro lado, mide el flujo de calor a lo largo del material. Una alta conductividad disipa el calor más rápidamente. Dado que la presencia de calor hace que un material sea propenso a deformarse, baja conductividad aumenta las posibilidades de deformarse durante la soldadura.
2. En términos de propiedades mecánicas, hay dos cosas a considerar: el límite elástico y el módulo de elasticidad.
- límite de elasticidad se refiere a cuánto se puede estresar como reacción a fuerzas externas. Por lo tanto, un material que tiene un límite elástico más alto tiene una tensión residual más alta, que es más propensa a distorsionarse.
- Módulo de elasticidad Se refiere a la capacidad de un material para expandirse y contraerse. Un módulo de elasticidad más alto significa que un material tiene una mayor capacidad para resistir la distorsión.
Dadas estas propiedades, se puede suponer que los materiales son propensos a deformarse si tienen una mayor coeficiente de expansión térmica, baja conductividad térmica, mayor límite elástico y menor módulo de elasticidad.
Para darle contexto, eche un vistazo a estos materiales.
| MATERIAL | COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TERMAL | CONDUCTIVIDAD TÉRMICA | FUERZA DE RENDIMIENTO | MÓDULO DE ELASTICIDAD |
| Acero Inoxidable | 10 | 0.04 | 45 | 29 |
| Acero al Carbón | 7 | 0.12 | 38 | 30 |
| Aluminio: | 12 | 0.50 | 20 | 10 |
| Cobre | 9 | 0.90 | 10 | 15 |
Comparando acero inoxidable Con el acero al carbono, se puede suponer que el primero es más propenso a distorsionarse porque tiene un límite elástico y un coeficiente de expansión térmica más altos, además de una conductividad térmica más baja.
Entre el aluminio y el cobre, el primero es propenso a distorsionarse porque tiene un límite elástico y un coeficiente de expansión térmica más altos, además de una conductividad térmica más baja.
Tipos y causas deformación por soldadura láser
Se han realizado varios estudios para identificar la causa real de la distorsión después de un procedimiento de soldadura láser. Según un estudio, 3 factores afectan significativamente el rendimiento de la soldadura láser: Material, proceso y geometría..
Por ejemplo, la deformación de la soldadura láser ocurre porque el parámetros de soldadura se aplican de manera diferente a lo largo de la superficie del metal. La velocidad de soldadura, corriente, ángulo, etc. se concentrará en la pieza a soldar. A medida que se aleje del área de soldadura, el calor disminuirá gradualmente y los efectos térmicos como la expansión del metal también serán menores.
Debido a esto, es seguro asumir que el La expansión variaría dependiendo de la intensidad del calor recibido por el metal.. En el ejemplo dado, la pieza soldada se expandirá más porque recibe la mayor cantidad de calor de la fuente láser.
Cuando finalice el procedimiento de soldadura, el metal comenzará a enfriarse y contraerse. El metal seguirá contrayéndose en la misma medida en que se expandió. Esto se llama tensión residual.
Si la tensión es mayor que el límite elástico del metal base, pueden ocurrir dos tipos de tensiones.
- Estrés compresivo Esto ocurre en el área circundante de los bordes del metal principal.
- Esfuerzo de tracción Ocurre cuando la contracción del metal calentado recibe resistencia del resto de la superficie del metal (la que no está calentada).
Para comprender esto mejor, es mejor considerar las diferentes formas en que puede ocurrir distorsión a medida que se completa la soldadura.
1. Distorsión longitudinal
Como sugiere el nombre, este tipo de deformación ocurre a lo largo del material siendo soldado. Cuando se enfríe, la soldadura y el área a su alrededor se contraerán. Como resultado, la pieza de trabajo se acortará. Esto hará que los bordes exteriores parezcan más largos y que la parte central parezca un arco.
La deformación será mayor, especialmente si la pieza de trabajo no está asegurada correctamente.
2. Distorsión transversal
Este tipo de distorsión ocurre cuando Los bordes del metal se acercan entre sí.. Esta deformación es causada por demasiada contracción que excede la expansión que ocurrió inicialmente durante el proceso de soldadura láser.
3. Distorsión angular
distorsión angular sucede cuando Los ángulos de las láminas de metal se alteran por la contracción. después de completar la tarea de soldadura. Los bordes de la chapa se juntan por un lado, lo que hace que el material parezca doblado.
Si la soldadura conecta el metal en un ángulo perpendicular, el metal vertical no aparecerá recto sino doblado.
Si desea obtener más información sobre estos tres tipos de distorsión de soldadura, lea este artículo.
4. Distorsión compleja
Este tipo es un combinación de las distorsiones anteriores discutidas. Parecería pandearse, arquearse o deformarse. Todos estos son diferentes tipos de curvaturas y deformaciones que pueden comprometer la integridad del material soldado. No importa qué tan fuerte sea el metal, si la soldadura láser lo deforma, esto hará que la soldadura sea inútil.
¡Comuníquese con nosotros ahora!
Brindamos a nuestros clientes soluciones láser precisas y rentables.
Diez formas de minimizar la deformación de la soldadura
Si bien la distorsión es inevitable, eso no significa que no haya nada que puedas hacer para minimizarla. Así como existen diferentes distorsiones, también existen varias formas de detener la deformación del acero inoxidable y otros metales. No se trata de elegir la resistencia del acero. Se trata más de lo que hace antes, durante y después de la tarea de soldadura.
Aquí hay 10 ideas de soldadura diferentes que puede utilizar.
1. Evite soldar demasiado
Soldar un área enorme aumentaría la contracción que se producirá. Por eso deberías planificar el proceso de soldadura láser especialmente si necesitas trabajar en una superficie enorme. El dimensionamiento de la superficie minimizará la distorsión de la soldadura y la tensión residual para evitar que pierda metal y tiempo.
2. Utilice soldadura intermitente
Esta es una técnica en la que se deja espacio entre las soldaduras. En lugar de una soldadura continua, soldará una pulgada, luego dejará espacio para el metal sin soldar y luego otra soldadura. Esto es eficaz para minimizar la deformación una vez realizada la soldadura.
3. Haz menos pases
Otra forma de evitar la distorsión es limitar el número de pasadas durante la soldadura. Asegúrese de que una pasada sea suficiente para evitar deformaciones. Puede intentar realizar una pasada de soldadura grande en lugar de realizar varias pasadas pequeñas. De acuerdo a TWILos depósitos de soldadura individuales más grandes producen menos distorsión angular que las soldaduras realizadas con múltiples pasadas de soldadura pequeñas.
4. Piense en la ubicación de la soldadura
La colocación de la soldadura también es importante. Lo ideal es colocar soldaduras cerca del centro o eje neutro del material. Esto minimizará la distorsión en la soldadura láser cuando comience a contraerse porque habrá menos apalancamiento cuando las fuerzas de contracción intenten desalinearse.
5. Pruebe la técnica de soldadura por retroceso
Soldadura hacia atrás Es una técnica en la que la dirección de soldadura va de izquierda a derecha, pero los segmentos del cordón se depositan de derecha a izquierda. Hacer esto expandirá los bordes donde se colocan los segmentos del cordón para separar temporalmente las placas de metal.
A medida que se completa el movimiento de ir de izquierda a derecha, la sucesión de cuentas hará que la expansión sea menor a medida que se completa el proceso. Ésta es una forma eficaz de minimizar la distorsión.
6. Piezas de soldadura preestablecidas
Esto implicaría algunas pruebas para garantizar que se minimiza la distorsión una vez completada la soldadura. Determine el ajuste preestablecido que se necesitaba en esas soldaduras anteriores para poder estimar la contracción que encontrará. Esto le permitirá realizar ajustes para minimizar la contracción y la distorsión.
7. Cree una secuencia de soldadura
No suelde piezas simplemente usando una línea recta. Cree una secuencia de soldadura planificada que pueda contrarrestar la contracción en otra parte del material que se está ensamblando. Con su conocimiento de cómo se encoge el metal, puede crear una secuencia para equilibrar la reacción y evitar la distorsión.
8. Sujete las piezas para bloquearlas en su lugar
Otra opción es utilizar un accesorio mientras estás soldando piezas juntas. Esto los sujetará y evitará que la expansión o contracción los distorsione. Mantenga las piezas sujetas en su lugar hasta que se complete el proceso. La falta de movimiento mantendrá baja la distorsión.
9. Considere el alivio del estrés térmico
Esta es una técnica en la que se controla el calentamiento y enfriamiento de las piezas conectadas mediante soldadura. es cuando tu elevar la temperatura y controlar el enfriamiento para gestionar el subraya coloque el producto mientras se suelda.
10. Acorte el tiempo de soldadura
También puede acortar el tiempo de soldadura para reducir el riesgo de distorsión. Esto será un desafío si lo hace manualmente. Las piezas que soldaste primero se habrían enfriado antes de terminar. Sin embargo, si utiliza equipo mecanizado para soldar, puede disminuir el tiempo del proceso y mantener la distorsión al mínimo.
¡Comuníquese con nosotros ahora!
Brindamos a nuestros clientes soluciones láser precisas y rentables.
¿Se puede arreglar la distorsión de la soldadura?
En caso de que ya se haya producido una distorsión, no te preocupes, hay formas de solucionarla sin desechar el proyecto. Por supuesto, habrá que analizar el daño para ver si se puede revertir. Algunas distorsiones son demasiado graves para rectificarlas.
Pero en la mayoría de los casos, las distorsiones se pueden solucionar. hay dos maneras de hacer esto.
I. Corrección térmica
Esta medida correctiva implica el uso de calor o calor para crear una tensión local que sea lo suficientemente alta como para devolver un componente a su forma correcta. Algunos soldadores llaman a esto alisado con llama y se puede aplicar de diferentes maneras.
- Calentamiento puntual. Esta es una forma eficaz de quitar hebillas en láminas de metal. El calor se aplica a la parte convexa o redondeada de la distorsión. Si los puntos son pequeños, esta medida correctiva puede corregir fácilmente la distorsión después de la soldadura.
- Calefacción de línea. Esto calienta la parte distorsionada en un línea recta – normalmente, esto es a lo largo de la junta soldada. Asegúrese de que el calor se aplique en el lado opuesto para corregir cualquier distorsión angular.
- Calentamiento de cuña. Esto calienta las formas de cuña que se encuentran en el componente para corregir la distorsión. Esto se utiliza cuando grandes componentes estan involucrados.
II. Corrección Mecánica
La corrección mecánica implica la Uso de la fuerza para reparar la distorsión después de la soldadura.. Dependiendo de la gravedad de la distorsión o del grosor del metal, puedes utilizar la fuerza para aplanar el componente.
Hay dos formas de aplicarlo: martillando y presionando. Entre las herramientas que se pueden utilizar para enderezar la distorsión se incluyen un martillo, un brazo neumático, una cuña o prensa de la máquina. Hay otras herramientas que puedes utilizar.
Preguntas frecuentes sobre la distorsión de soldadura
Lidiar con la distorsión durante el proceso de soldadura es algo común. Pero si comprende lo suficiente cómo y por qué sucede, puede configurar parámetros que le permitirán minimizarlo.
Estas son las preguntas más comunes que surgen al lidiar con la distorsión durante la soldadura.
1. ¿Por qué ocurre la deformación de la soldadura en el acero inoxidable?
Debido a la baja conductividad térmica de placas de acero inoxidable, es más propenso a la expansión térmica. La baja conductividad significa que sólo una pequeña parte del material se calienta y expande. El resto permanece más frío y por lo tanto no cambiará mientras el unión soldada se está completando.
Una vez realizada la soldadura y la parte soldada se enfría, puede tirar del resto del material a medida que se contrae. Esto es lo que hace que se distorsione más. Esto se puede solucionar contrarrestando el rápido calentamiento y enfriamiento durante la soldadura láser de acero inoxidable.
2. ¿Se puede controlar el metal para evitar su distorsión mediante la soldadura?
No se puede controlar cómo reacciona el metal al calor o al láser mientras se suelda. Sin embargo, puede comprender los factores que contribuyen a la distorsión para poder minimizar sus efectos. Con una planificación cuidadosa, estos Los factores se pueden controlar para que el calentamiento de la soldadura láser equilibre el proceso de enfriamiento para evitar deformar el metal.
3. ¿Necesita un soldador experto para evitar distorsiones?
Tener un soldador experimentado ayudará a evitar distorsiones durante la soldadura. Los expertos tienen suficiente conocimiento y experiencia para minimizar o evitar por completo las distorsiones durante la soldadura. Sin embargo, no es la única solución. Siempre que comprenda las técnicas que pueden minimizar la distorsión, no debería comprometer el material que está soldando.
¡Comuníquese con nosotros ahora!
Brindamos a nuestros clientes soluciones láser precisas y rentables.
No permita que la deformación de la soldadura comprometa sus metales
La distorsión es un efecto común de la soldadura láser. Es el resultado de la reacción del metal al calor. Sin embargo, puedes minimizar su impacto siempre que comprendas cómo se produce la distorsión. Hay cosas que puedes hacer para equilibrar o contrarrestar estas reacciones naturales.
Puede utilizar técnicas de sujeción o de soldadura específicas como paso atrás, secuencias, etc. Estas pueden evitar que se produzca distorsión. El uso de las herramientas adecuadas también facilitará el mantenimiento de la integridad de la estructura metálica.
Por supuesto, también puede asociarse con un soldador experto o profesional para que las cosas le resulten más cómodas.
¡Obtenga soluciones efectivas de Baison para minimizar la distorsión de la soldadura!
Lidiar con la distorsión durante el proceso de soldadura puede ser un desafío, pero solo si no se utilizan las herramientas adecuadas. No comprometa su producción ni sus proyectos utilizando herramientas de calidad inferior. láser de baño proporciona soluciones de alta calidad a sus necesidades de soldadura láser.
Garantice la precisión y la eficiencia minimizando la distorsión. Póngase en contacto con Baison Láser para que podamos ayudarle a completar sus proyectos mediante tecnología láser de última generación.
