En el sector de la soldadura, un reto importante es la escasez de personal cualificado. Las técnicas de soldadura tradicionales, como TIG y MIG, suelen requerir años de experiencia para dominarlas. Sin embargo, los avances modernos, en particular la soldadura láser manual, ofrecen una solución que puede aprenderse en semanas, no en años. Este artículo, escrito por Joe Dallarosa, explora las diferencias fundamentales entre los métodos de soldadura tradicionales y la soldadura láser, ayudando a los soldadores a entender cómo esta técnica moderna puede mejorar la productividad y la rentabilidad.
Opciones modernas de soldadura: Fotones frente a electrones
Muchos procesos de soldadura tradicionales utilizan electricidad, o electrones, para lograr la fusión entre piezas metálicas. Estos procesos incluyen la soldadura por haz de electrones (EB), el arco de tungsteno con gas (TIG), el arco metálico protegido (SMAW), el arco metálico con gas (MIG o MAG), la soldadura con hidrógeno atómico, la soldadura por puntos, el arco de plasma, el arco de carbono y el arco estirado (soldadura de pernos), entre otros. Este artículo explora las diferencias básicas entre la soldadura láser con fotones y con electrones.
Técnicas tradicionales de soldadura
El proceso de soldadura tradicional con electrones requiere una fuente de tensión, que puede ser de corriente alterna o continua. La fuente proporciona la corriente necesaria para el grosor del material que se va a soldar. Estos electrones llegan a la pieza de trabajo a través de un electrodo alimentado, que puede ser una punta de tungsteno (TIG), un hilo metálico (MIG) o una varilla recubierta de fundente (SMAW). Para que fluya la corriente, la pieza debe estar conectada a una toma de tierra.
El principio de la soldadura por electrones es sencillo: un arco eléctrico tiende un puente entre el electrodo y la pieza, lo que da lugar a un flujo de corriente eléctrica (electrones) que crea plasma. Este plasma y el flujo de corriente producen un baño de soldadura fundido, que une las dos piezas al solidificarse a medida que el arco avanza (se desplaza).
Este baño de fusión puede alcanzar una temperatura de 2500°C (4530°F) y debe protegerse de la atmósfera oxidante con gas de protección como nitrógeno, argón o helio. Las soldadoras modernas están equipadas con un control preciso de la corriente, modulación por radiofrecuencia para iniciar y estabilizar el arco, funcionalidad de arco pulsado y otras características que facilitan la obtención de soldaduras de calidad.
Desafíos de la soldadura tradicional
Hay que tener en cuenta que la soldadura por electrones de CC genera un campo magnético que puede perturbar el arco y hacer que no fluya por la distancia más corta hasta la pieza. Esto puede provocar incoherencias en el cordón de soldadura, como salpicaduras y porosidad. Como la corriente en CA es alterna, esto tiene poco efecto en la producción de un campo magnético. Por lo general, los soldadores prefieren los procesos de CC, ya que producen un arco más controlable, que produce menos salpicaduras y cordones de soldadura de mejor aspecto.
Los procesos de soldadura tradicionales producen una gran zona afectada por el calor (HAZ), lo que provoca cambios en las propiedades del material circundante. Esto puede dar lugar a múltiples zonas con características diferentes, lo que afecta a la calidad y resistencia de la soldadura.
Soldadura láser - Una alternativa moderna
La soldadura láser representa una alternativa moderna a los métodos tradicionales, ya que ofrece resultados precisos y eficaces. El primer láser operativo fue hecho realidad en 1960 por Theodore Maiman. En poco más de seis décadas, el láser se ha convertido en parte integrante de la infraestructura moderna. Lo más probable es que ahora mismo, al leer este artículo, esté utilizando directa o indirectamente un láser. El uso de un láser implica varias características diferentes de la luz, como la longitud de onda (color), la potencia, el tamaño del punto láser y el uso del láser en modo de onda continua (OC) o en modo pulsado, cambiando la frecuencia de repetición y la anchura del pulso (cuánto tiempo está encendida la luz durante un ciclo determinado).
La soldadura por láser requiere una fuente de fotones que pueden llegar a la pieza de trabajo mediante diodos láser directamente, o canalizando la luz láser a través de una fibra (lo que se conoce como "bombeo") dopada con un material que producirá la luz láser específica para la aplicación. A continuación, esta luz (fotones) se transmite a través de una fibra de vidrio y luego a través de una serie de lentes donde se enfoca sobre el material. Esta luz se encuentra en la parte infrarroja del espectro, donde la luz láser producida es a la vez eficaz de producir y puede ser absorbida por algunos metales. Imagine que utiliza una lupa para encender un fuego con el sol: la soldadura láser funciona mediante el mismo concepto.
Tipos de soldadura láser
Soldadura por conducción del calor
Este proceso utiliza luz focalizada para calentar el material cerca de la superficie, creando un baño de soldadura que se enfría y solidifica rápidamente, uniendo las piezas. La energía de los fotones entra en la zona de soldadura por conducción del calor, produciendo una soldadura suave, estéticamente agradable y precisa.
Penetración profunda/Soldadura de ojo de cerradura
Este proceso utiliza un haz estrecho de luz focalizada para crear un canal profundo y estrecho de material fundido. El vapor metálico se libera como subproducto de esta cantidad extrema de energía que golpea la pieza y crea una cavidad en cuestión de milisegundos. Esta cavidad llena de vapor se conoce como el ojo de la cerradura, que se llena de metal fundido a medida que el láser avanza (se desplaza). Este tipo de soldadura produce un estrecho canal de soldadura que puede utilizarse en materiales con espesores de media pulgada o mayores.
Ventajas de la soldadura láser
Se ha documentado que la soldadura por láser es hasta 10 veces más rápida que la soldadura convencional por electrones. Produce un pequeño punto de luz concentrada con una densidad de potencia cercana a 10MW/cm² (1,6MW/in²), lo que da como resultado una zona afectada por el calor más pequeña. Esto ofrece claras ventajas en cuanto a resistencia, aspecto e integridad de la soldadura. Además, la soldadura láser puede aprenderse rápidamente, lo que permite hacer frente a la escasez de talentos del sector, ya que el nuevo personal puede adquirir destreza en cuestión de semanas en lugar de años.
Conclusión
La soldadura láser ofrece numerosas ventajas con respecto a los métodos de soldadura tradicionales, como una mayor eficacia, precisión y menor tiempo de formación. Con la transición a la soldadura láser, las empresas pueden hacer frente a la escasez de talentos, mejorar la productividad y aumentar la rentabilidad. Un avance particular en este campo es la soldadura láser manual, que combina la precisión y eficacia de la soldadura láser tradicional con la flexibilidad y facilidad de uso necesarias en diversos entornos de trabajo. Los soldadores láser manuales, como la máquina de soldadura láser MA1 deTheo , son ideales para tareas que requieren movilidad y versatilidad, lo que los convierte en una opción excelente para las necesidades de soldadura modernas.
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