¿Onda continua o pulsada?

La soldadura láser se ha convertido en una técnica aceptada para unir materiales que van desde plásticos delicados hasta metales densos. Las aplicaciones incluyen aplicaciones médicas, aeroespaciales, militares, energía alternativa y muchos otros sectores industriales de alto perfil. Tremenversátil, la soldadura láser se utiliza para sellar dispositivos micro-electrónicos implantados en un cuerpo humano para unir secciones de tanques de combustible en un cohete.

Una de las principales decisiones a tomar es si el proceso de soldadura va a utilizar un láser de onda continua o un láser pulsado.

Figura 1: comparación del ciclo de onda continua al ciclo de pulso 

Soldadura láser de onda continua

Los láseres de onda continua (CW) son láseres que emiten un haz constante e ininterrumpido. Por lo general son láseres de estilo fibra que utilizan diodos activados para exciun medio de ganancia, produciendo así luz láser. Los láseres CW son especialmente adecuados para soldaduras de penetración profunda (más de.060 "de profundidad), y materiales sensibles a grietas de soldadura como aceros inoxidde alto carbono.

Figura 2: perfil de soldadura por láser CW

Los láseres CW se pueden ejecutar en niveles de potencia tan bajos como 200 vatihasta tan altos como 100.000 vati+. La soldadura láser CW requiere 200 watts o más para acoplar con éxito la mayoría de los metales. Esta amplia gama de potencias, mezclcon altas densidades de energía, ayuda en la fusión de metales con diferentes características térmicas y reflectivas. Por ejemplo, los metales ferro, como el acero inoxidable, se acoplan a menor potencia (aproximadamente 200w), mientras que los materiales como el aluminio y el cobre se acoplan a potencia significativamente mayor (600-800w).

Los láseres CW suelen funcionar a altas velocidades de avance para evitar el sobrecalentamiento de la pieza. Las velocidades de alimentación CW típicas son de alrededor de 100 pulgadas por minuto. La potencia y la velocidad de avance deben equilibrarse con precisión para obtener una soldadura con la penetración especificada. Cuanto más lenta es la velocidad de avance, más profunda es la penetración y más calor se aplica a la pieza.

Soldadura soldadura láser

Los láseres pulsados producen una serie de pulsos cortos a una cierta anchura y frecuencia. Un láser pulsado puede producir una potencia pico que es mayor que su potencia media porque la energía se almacena en los condensadores antes de ser liberada. Los láseres pulsados son capaces de potencias pico muy altas: un láser Nd:YAG pulsado de 25 W puede producir potencias pico de hasta 5 kW durante unos pocos milisegundos. Esto significa que puede producir una soldadura puntual que requeriría un láser CW del tamaño de 5 kW!

Figura 3: potencia de pulso y soldadura láser de pulso

Con los láseres pulsados, una soldadura de costura es creada por una serie de soldadpuntuales superpuestas. Para aplicaciones de sellado hermé, estas soldadpuntuales se superponen entre el 80 y el 90%. En las soldaduras estructurales simples que no necesitan sellarse, el solapamiento se puede reducir a alrededor del 70%.

Debido a la corta duración del pulso (típicamente unos pocos milisegundos de largo), el calor que entra en la pieza se minimi, por lo que la soldadura láser pulsada se recomienda para su uso alrededor de componentes sensibles al calor y materiales de paredes muy delgadas.

La soldadura láser pulsada tiende a trabajar bien con metales reflecdebido a las altas cantidades de energía suministral inicio del pulso. A menudo referido como un "pulso mejorado," este pico de potencia al comienzo del ciclo de pulso sólo dura una fracción de la duración total del pulso. Sin embargo, es lo suficientemente potente como para romper más allá de la reflectividad del material, mientras mantiene la potencia media baja, lo que reduce el calor. Un láser CW tendría que entregar una gran cantidad de energía para acoplar un metal muy reflectante, y el calor resultante podría dañar fácilmente la parte o componentes dentro de él.

¿Cuál es el mejor para su aplicación?

Los láser CW están indicados para:

·Soldaduras de penetración profunda;

· Soldaduras que implican materiales sensibles a las grietas, como el acero inoxidable 430, 316 y 303;

· Trabajos de producción de alto volumen que pueden aprovechar las mayores velocidades de avance asociadas con la soldadura láser CW;

· Soldadura de juntas no sensibles al calor.

Los láseres pulsados están indicados para:

· Soldaduras en metales altamente reflectantes como el aluminio y el cobre;

· Soldaduras cerca de componentes sensibles al calor o juntas de soldadura de paredes delgadas sensibles al calor;

· Soldadura por puntos;

· Sellado hermético.

Obviamente, hay criterios más allá de onda continua o pulsada que deben ser considerados al diseñar las soldaduras para aplicaciones. Estaremos cubriendo más acerca de la soldadura láser en artículos futuros.

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