La soldadura con láser se puede resumir sucintamente como un proceso que comienza con el láser absorbido por el material, que luego sufre un cambio de estado físico. Dependiendo del estado del material, la soldadura por láser se puede clasificar en dos modos: soldadura de conducción y soldadura de penetración profunda. En la soldadura de conducción, el material simplemente se derrite, lo que hace que el proceso de soldadura sea simple, estable y poco profundo. La soldadura de penetración profunda, por otro lado, implica la fusión, la vaporización y la formación de plasma del material, junto con un efecto de ojo de cerradura, lo que hace que el proceso sea bastante complejo. Sin embargo, resulta en una costura de soldadura con una gran relación de profundidad / ancho, que es la forma principal utilizada en aplicaciones industriales.

Teniendo en cuenta los indicadores clave de rendimiento de la fabricación y la producción, una tecnología generalmente debe poseer dos características para ser consideradas para una actualización: primero, debería mejorar significativamente la calidad del producto, que es una métrica dura; En segundo lugar, debería reducir sustancialmente los costos.

La soldadura con láser cumple con ambos criterios

Mejora la calidad de la soldadura debido al calor concentrado, la velocidad de soldadura rápida y el enfriamiento rápido, lo que resulta en una estructura interna densa con granos finos y dislocaciones que impiden el movimiento entre los granos, mejorando así el rendimiento estructural. El rendimiento de la soldadura es cercano al del material base, y dado que la entrada de calor es mínima, hay menos deformación de la pieza de trabajo.

Además, las características técnicas de por láser aportan una mayor eficiencia, mayor flexibilidad y más precisión en comparación con la soldadura de arco tradicional. Por ejemplo, al comparar la soldadura por láser común con la soldadura de TIG, la eficiencia es aproximadamente 5-10 veces mayor, lo que explica el reciente aumento en los equipos de soldadura por láser en industrias como la fabricación de tuberías de costura recta de acero inoxidable. Una mayor flexibilidad se refiere a la capacidad del procesamiento del láser para trabajar a una distancia desde la superficie de la pieza de trabajo, minimizando la interferencia espacial con estructuras complejas y permitiendo el procesamiento flexible de varias superficies curvas, soldaduras de ángulo y soldaduras internas. Por ejemplo, anteriormente era difícil soldar el interior de los ventiladores que usan soldadura por arco, pero la soldadura por láser puede lograrlo fácilmente con compensación. La precisión significa que en el caso de sensores pequeños, válvulas y componentes de hardware, donde el tamaño es muy pequeño y la zona de soldadura por arco afectada por el calor es demasiado grande para un procesamiento preciso, se utiliza la soldadura por láser. La relación de profundidad a ancho de la soldadura con láser es 5-10 veces mayor que la de la soldadura de arco tradicional, lo que permite una profundidad de fusión significativa y logrando soldadura de un solo lado con formación de doble cara en placas de espesor medio, superando las deficiencias de la soldadura de arco, como la penetración y la profundidad insuficientes.

En términos de reducción de costos y mejora de la eficiencia

Para las placas delgadas, la soldadura por láser refleja principalmente un aumento múltiple en la eficiencia y una reducción en la deformación, lo que se traduce en costos de desecho más bajos. Para las placas medianas de espesor, se refleja en la eliminación de la necesidad de biselado y tratamiento de superficie posterior a la vida, ahorrando más del 40% en los costos de tiempo y más del 30% en los costos de procesamiento en comparación con la soldadura de ARC tradicional.

La aplicabilidad de la soldadura por láser incluye una amplia gama de materiales soldables y la capacidad de unir varios materiales diferentes. Los ángulos que son difíciles de lograr manualmente se pueden soldar automáticamente con la ayuda de brazos robóticos. No hay necesidad de electrodos, eliminando las preocupaciones sobre la contaminación o el daño de los electrodos.

Dado que no es un proceso de soldadura de contacto, el desgaste de la herramienta y la deformación se minimizan. El haz láser se enfoca fácilmente, se alinea y guía por instrumentos ópticos, lo que permite colocarlo a una distancia apropiada de la pieza de trabajo y redirigida alrededor de cualquier herramienta u obstáculos circundantes, lo que no es posible con otros métodos de soldadura debido a restricciones espaciales.

Actualmente, las principales áreas de aplicación incluyen baterías eléctricas, piezas automotrices, transporte ferroviario, barcos y embarcaciones, e industrias aeroespaciales y militares. Aprovechando las ventajas del proceso de los láseres, junto con la localización del equipo láser, el costo del equipo está disminuyendo significativamente. Los componentes centrales como las fuentes láser, con marcas nacionales como Raycus y Maxphotonics entre los tres principales, han visto la cuota de mercado de las fuentes láser nacionales exceder el 60%. El precio de un láser de 2kW ha caído de 10-15W por set en 2017 a 2-3W por set hoy, una reducción de más del 80%. Se espera que esta tendencia continúe hacia los láseres de mayor potencia.

Actualmente, los materiales principales utilizados son las aleaciones de acero inoxidable y aluminio, principalmente reemplazando los procesos TIG y CMT. En el futuro, se expandirá a un mercado más amplio de acero al carbono y materiales de acero de alta resistencia, aumentando aún más la tasa de penetración de la industria y la perspectiva positiva continua para el mercado de aplicaciones láser.