Mientras que LBW usa fotones y EBW nos convierte en electrones de flujo enfocado, la energía cinética de los electrones y los fotones cambia a calor tan pronto como entran en contacto con la superficie del metal. Es por eso que la mayoría de la gente cree que LBW y EBW son similares, pero tienen diferentes técnicas y aplicaciones.
No hay duda sobre el poder y la flexibilidad de las técnicas de soldadura EB y LB. Pueden soldar con una precisión milimétrica al mismo tiempo que proporcionan suficiente potencia para soldar incluso piezas grandes. La automatización del proceso también es posible para ambos enfoques de soldadura.
Además de estos, incluso producen obras sorprendentes tanto desde el punto de vista estético como metalúrgico, pero aún tienen diferencias únicas que los distinguen.
Veamos cada uno de ellos para entender sus pros y sus contras.
Soldadura por rayo láser (LBW)
Soldadura por rayo láser usa una salida pulsada o una onda continua (CW) de fotones para hacer la soldadura.
Los láseres funcionan de manera bastante simple: el proceso implica un aumento y una disminución en el estado de energía de un material. Cuando se hace en rápida sucesión, el subproducto son los fotones. CW se caracteriza principalmente porque el láser está siempre encendido durante todo el proceso, mientras que la salida pulsada tiene un tiempo de inactividad entre pulsos para modular la salida del láser.
Tanto para los sistemas de onda pulsada como continua, el foco del rayo láser siempre está en la superficie de la pieza de trabajo que se va a soldar. La entrega de los haces podría ser a través de cables de fibra óptica que son altamente flexibles o la óptica dura más común. La diferencia entre los dos es que la entrega de fibra óptica flexible le permite llevar su láser a estaciones de trabajo alejadas de la máquina principal.
Hoy en día, la automatización y el control de la operación LBW y las rutinas de diseño de todo el proceso se realizan con la ayuda de la fabricación asistida por computadora (CAM). Las aplicaciones de soldadura robótica utilizan fibra óptica para enviar el láser a los componentes de soldadura. La velocidad y la versatilidad de LBW aumentan con el uso del escaneo láser, especialmente a lo largo de las uniones de la soldadura.
¿Es la soldadura láser mejor que la soldadura por arco?
La potencia de la soldadura por arco proviene de un suministro de CC o CA para generar calor a aproximadamente 6500 °F. Esto permite que el metal se derrita y logre una soldadura. Esto funciona para la mayoría de los trabajos, pero la alta densidad de energía de la soldadura por rayo láser es mucho más rápida. La técnica LBW lleva la superficie del material a la temperatura de liquidus mucho más rápido que en comparación con la soldadura de gas inerte de metal (MIG), Soldadura por arco de tungsteno con gas (GTA), o Soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG).
También ayuda que la energía del láser solo tenga una pequeña cantidad de tiempo para disiparse dentro de los materiales o las piezas. Como resultado, LBW tiene una zona de calor más pequeña y ejerce menos tensión sobre el componente. Una gran ventaja de LBW sobre las técnicas tradicionales de soldadura por arco es la salida pulsada: los ciclos de enfriamiento rápido entre pulsos funcionan bien para materiales que son sensibles al calor.
¿Cuál es el borde de la soldadura LB sobre la soldadura EB?
El mas evidente ventaja de que la soldadura por rayo láser tiene sobre la soldadura EB es la ausencia de una cámara de vacío en sus operaciones. A diferencia del recinto físico que necesita el EBW, la soldadura por rayo láser es mucho más flexible. LBW también tiene requisitos de herramientas más simples cuando se compara con los requisitos de EBW.
Dado que la soldadura por haz de electrones requiere componentes únicos y más precisos para funcionar, la soldadura por haz láser es mucho más escalable. Hay muchas opciones de piezas para el montaje. Como resultado, la construcción y el mantenimiento de la soldadura por haz de láser son menos costosos en comparación con la soldadura por haz de electrones.
¿Es mejor la soldadura láser?
La soldadura por rayo láser es mejor si está trabajando y uniendo piezas que no son adecuadas o que ni siquiera caben en una cámara de vacío de una soldadura por rayo de electrones. Incluso hay algunos accesorios de soldadura que pueden no caber dentro de las cámaras de soldadura para EBW. Y dado que la soldadura por haz de electrones ocurre en el vacío, la presencia de líquido en los componentes sería una desventaja dentro de la cámara. Aquí es donde la soldadura láser puede entrar y hacer el trabajo.
Desventajas de usar soldadura por rayo láser
Mantener el área de soldadura libre de oxígeno requiere soldadura LB usando un gas de cobertura. Pero como resultado, esto ayuda a aumentar la eficiencia del proceso y la pureza del trabajo. Otro desafío es la reflectividad de los materiales de aluminio, oro, cobre y plata, que se unen. Cuanto más reflectante es, más puede desviarse y minimizar la penetración del láser en la soldadura.
Aquí es donde entra la salida de pulsos y rompe la superficie con diferentes salidas de energía. Esto reduce la posibilidad de que la pieza se deforme en el material. Por supuesto, aún puede usar ondas continuas en el proceso, pero corre el riesgo de deformación. Pero la pequeña área afectada por el calor de la soldadura por rayo láser ayuda a garantizar que otras áreas del material no se vean afectadas. Esto es útil cuando se aplica calor a componentes electrónicos, dispositivos quirúrgicos y otros instrumentos de precisión.
Soldadura por haz de electrones (EBW)
La soldadura por haz de electrones utiliza la energía cinética masiva de los electrones que se mueven rápidamente para soldar los componentes. El proceso comienza calentando un filamento de tungsteno hasta que emite electrones. Con la ayuda de lentes magnéticas y campos eléctricos, estos electrones acelerados se enfocan en las áreas que se calientan y se sueldan.
Varias industrias utilizaron rápidamente EBW desde su lanzamiento a fines de la década de 1950. La razón es que ayuda a brindar una fuerza inigualable y una precisión asombrosa en sus soldaduras. Gran parte de esto se debe a que puede colocar con precisión un haz de electrones, e incluso después de soldar, deja el material soldado con hasta un 97 % de su fuerza original.
Más que la pureza y la resistencia del material, la soldadura por haz de electrones también ayuda a eliminar las impurezas de la soldadura. Esto se debe a que el proceso ocurre dentro de una cámara de vacío estrictamente controlada. La oxidación es menor porque el aire u otros gases no reaccionan a la soldadura.
Más que prevenir la oxidación, la cámara de vacío ayuda a controlar mejor la ubicación precisa del haz de electrones durante la soldadura. Una presión ambiental más baja da como resultado un mejor control de los electrones. Esta es la razón por la cual la soldadura EB es la elección para varias industrias, como la generación de energía, la industria aeroespacial y la industria nuclear.
Una ventaja única que tiene la soldadura EB sobre las soldaduras LB e incluso las soldaduras por arco es su capacidad para soldar materiales diferentes con diferentes puntos de fusión. Hecho fuera de la soldadura EB, los materiales unidos podrían volverse quebradizos. La soldadura EB puede derretir el material de baja temperatura y soldarlo al material de alta temperatura no fundido. El resultado es un trabajo de soldadura compacto y hermético al vacío.
También es útil saber que EBW se clasifica en dos (2) clasificaciones según el poder. Cuando se trabaja con 60 kilovoltios (kV) o potencia, eso es EBW de bajo voltaje. El EBW de alto voltaje tiene una tasa de 150 kilovoltios (kV).
¿Cuál es el borde de la soldadura EB en comparación con la soldadura LB?
La soldadura por haz de electrones funciona mejor cuando los materiales que se sueldan juntos tienen dificultades para acoplarse, como en las aleaciones de aluminio. Trabajar con aleaciones de níquel e incluso titanio es mejor cuando se suelda en una cámara de vacío.
El proceso de trabajo y soldadura en un recinto de vacío ayuda a garantizar que no haya contaminantes en la soldadura. EBW también ofrece una penetración más profunda de los materiales en los que trabaja. Como resultado, la soldadura por haz de electrones es más ampliamente aceptada y parte de la mayoría de las especificaciones de soldadura.
¿Es la soldadura por haz de electrones mejor que la soldadura por arco?
Algunos materiales difíciles de soldar deben unirse, y la soldadura EB es una excelente técnica para el trabajo. Especialmente cuando trabaja con aleaciones de aluminio o incluso aleaciones de níquel. Pero la cámara de vacío requerida hace que sea mucho más difícil de conseguir, especialmente cuando tiene un trabajo de soldadura simple. En esos casos, la soldadura por arco podría ser una mejor opción.
¿Es mejor la soldadura por haz de electrones?
La soldadura por haz de electrones es mejor cuando se unen materiales con diferentes puntos de fusión. La soldadura EB también será mejor ya que la oxidación disminuye ya que todo el proceso ocurre dentro de una cámara de vacío.
Contras de usar la técnica de soldadura EB
La necesidad de un recinto de vacío también es un gran desafío con la soldadura por haz de electrones. La logística y los componentes necesarios para armar la cámara variarán según el material que esté soldando. El tamaño de la cámara dicta el tamaño de las piezas en las que puede trabajar. Si necesita trabajar en piezas grandes, debe crear una gran cámara de vacío.
EBW también ha sido totalmente controlado por computadora durante décadas. Parte de esto se debe a que el uso de vacío y la presencia de radiación X en el proceso hace que sea imposible para el manejo humano. Como resultado, las computadoras necesitan ejecutar todo el proceso. Esto significa que la soldadura EB necesita operadores bien capacitados que manejen las computadoras. El mantenimiento de las piezas y de las computadoras que lo hacen funcionar también debe ser preciso. Sin mencionar que configurar el proceso y ejecutarlo podría ser bastante costoso.
El proceso también puede dividirse en tres fases: carga de la cámara de soldadura, bombeo de vacío, soldadura real de las piezas y la necesidad de ventilar el vacío. Las áreas desafiantes para los operadores son el bombeo y la carga de materiales que están soldando juntos. Esto toma la mayor parte del tiempo.
¿La soldadura EB y la soldadura LB tienen una ventaja en comparación con la soldadura por arco?
A veces busca trabajos de soldadura específicos para sus proyectos. Si este es el caso. Las técnicas de soldadura LB y EB deben ser su proceso de acceso. Las soldaduras LB pueden funcionar en lugares pequeños y precisos en los materiales que está uniendo. Las soldaduras EB eliminan la oxidación y pueden trabajar con materiales con diferentes puntos de fusión.
Pero la soldadura por arco es mejor para trabajos que requieren movilidad. La soldadura LB y la soldadura EB requieren muchos más componentes para las soldaduras. La soldadura EB incluso necesita una cámara de vacío para ayudar a guiar y enfocar los electrones en el trabajo de soldadura.
¿Qué es mejor, la soldadura por haz de electrones o la soldadura por haz de láser?
Si está trabajando con materiales grandes que no caben en una cámara de vacío, la soldadura por rayo láser es mejor que la soldadura por rayo de electrones. La flexibilidad que ofrece es muy superior cuando está restringido a trabajar dentro de una cámara.
Pero si necesita manejar la contaminación en la soldadura y está trabajando con aleaciones de níquel o aluminio u otros materiales que tienen dificultad para acoplarse, la soldadura por haz de electrones es mejor. Consigue una penetración más profunda en la soldadura.
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