Soldadura a Laser

A soldadura a laser permite efetuar a união mediante pulsos de laser individuais ou em regime continuo. A geometria do cordão descreve como coincidem as arestas da peça a serem unidas entre si.  Os diferentes tipos de soldadura (por pontos ou contínua) requerem diferentes modos de operação na fonte de laser.

Quando o vapor sai, ele exerce pressão sobre a fundição e faz com que parte dela se desloque. A peça continua a fundir. De seguida, forma-se um buraco profundo, estreito e cheio de vapor: é o capilar do vapor, também designado como conduto de vapor (ou “keyhole” em inglês, ou seja, o buraco da fechadura). O capilar de vapor está circundado por uma fundição de metal. Quando o feixe laser se move pela junta, o capilar de vapor também se move através da peça. O metal fundido flui ao redor do capilar de vapor e solidifica-se na parte posterior. Desta forma, é formado um cordão de solda estreito, profundo e com uma estrutura homogênea. A profundidade do cordão pode ser até 10 vezes maior que a sua largura e pode chegar até um máximo de 25 mm. O feixe laser é refletido múltiplas vezes nas paredes fundidas do capilar de vapor. Ao fazer isso, a fundição absorve quase completamente o feixe laser e a eficiência do processo de soldagem é aumentada. Ao soldar com lasers de CO2, o vapor do conduto de vapor também absorve a luz do laser e é parcialmente ionizado. A consequência é o aparecimento do plasma. O plasma também fornece energia para a peça. Assim, a soldadura por penetração é caracterizada por um alto grau de desempenho e altas velocidades de soldagem. A alta velocidade faz com que a zona de influência térmica seja reduzida e a deformação leve. Este procedimento é usado quando são necessárias grandes profundidades de soldagem ou quando várias camadas de material precisam ser soldadas de uma vez.

Na soldagem por condução térmica, o feixe laser funde as peças para serem unidas ao longo da junta. O fluxo das fundições converge para acabar solidificando-se em um cordão de soldadura. A soldagem por condução térmica é usada para unir peças de paredes finas, por exemplo, os cordões dos cantos nos lados visíveis das carcaças. Outras aplicações também são vistas na eletrônica. O laser gera um cordão de solda arredondado e liso que não requer mais maquinado posterior. Nas aplicações mencionadas resultam indicados os lasers de estado sólido pulsados ​​ou em regime contínuo. Na soldadura por condução térmica, a energia só penetra na peça através da condução térmica. Por este motivo, a profundidade do cordão só pode ser entre algumas décimas de milímetro e 1 mm. A condutividade térmica do material limita a profundidade máxima do cordão. A largura do cordão é sempre maior que a sua profundidade. Se o calor não puder fluir com rapidez suficiente, a temperatura de processamento aumenta sobre a temperatura de evaporação. As consequências são a formação de vapor metálico, um aumento repentino da profundidade da solda e que o processo se converta numa soldagem por penetração.

Na soldadura por scanner, o guia do feixe é efetuado através de espelhos móveis (galvanômetros). O feixe é guiado mediante o movimento angular dos espelhos. Isso resulta em um campo de processamento no qual a soldadura pode ser realizada de forma precisa e altamente dinâmica. O tamanho do campo depende da distância de trabalho e do ângulo de deflexão. A velocidade de processamento e o tamanho do diâmetro do foco na peça dependem das propriedades de reprodução do sistema óptico, bem como do ângulo de incidência do feixe, da qualidade do feixe e do material. O movimento de um sistema de lentes adicional permite que o ponto focal também se mova com extraordinário dinamismo na direção Z, permitindo assim que os componentes 3D sejam processados ​​sem mover a cabeça de processamento nem o componente na sua totalidade. Os movimentos de deslocamento são tão rápidos que o tempo de inatividade é praticamente eliminado por completo e o dispositivo a laser pode produzir quase 100% do tempo de produção disponível.

Durante a soldagem, o sistema óptico do scanner também pode ser guiado por através de uma peça em combinação com um robô. Esse movimento “voante” é o que acabou criando o termo “Welding on the fly”: o robô e o sistema de scanner ótico sincronizam os seus movimentos em tempo real. O uso de um robô expande significativamente a área de trabalho e oferece a possibilidade de um autêntico processamento tridimensional da peça. Ao programar um scanner, pode ser usado um editor muito intuitivo que permite construir figuras de soldadura para uma peça e guarda-las. A fonte de laser usada é um laser de fibra de alta potência com excelente qualidade de feixe. Um ou mais cabos de fibra ótica flexíveis guiam a luz laser desde o dispositivo laser até o ponto de trabalho.