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A soldagem a laser de fibra continua a crescer como um processo preferencial com melhorias na qualidade, confiabilidade e desempenho da solda. Muitas aplicações de soldagem a laser de fibra são autógenas, onde a solda é formada inteiramente pela fusão de partes do metal base e nenhum fio de enchimento ou pó adicional é usado.

As aplicações de soldagem por feixe de laser são quase sempre autógenas para uma ampla variedade de materiais. No entanto, certos materiais desafiadores e aplicações difíceis requerem o uso de material de adição no processo de soldagem. Ao fazer isso, grandes melhorias no processo de soldagem são possíveis.

As melhorias do aplicativo incluem:

A soldagem a laser com material de adição pode ser feita com pó ou arame (consulte a Figura 1). No entanto, a maioria das aplicações industriais de soldagem a laser usa arame. Este artigo enfoca a soldagem a laser de fibra com arame. Deve-se notar que uma das razões pelas quais o fio é preferido é o seu custo mais baixo. Normalmente, a matéria-prima em pó é mais cara do que a matéria-prima de arame para a maioria dos materiais. Por exemplo, um custo típico de fio Inconel 625 de 0,9 mm de diâmetro é de $ 26/lb em comparação com $ 48/lb para pó do mesmo material. Por esse motivo, o pó é usado principalmente em aplicações de manufatura aditiva e não para soldagem.

Por ser um processo multiparâmetro, a soldagem a laser com fio de adição é afetada por diversas condições que determinam qualidade, velocidade do processo e custo.

Velocidade do arame de solda/enchimento : A taxa de alimentação do arame para um dado entreferro e espessura da chapa é um parâmetro importante e depende da velocidade de soldagem, da área da seção transversal da folga entre a face da junta e a área da seção transversal do arame de adição. A relação é expressa da seguinte forma:

Taxa de alimentação do arame (m/min) = velocidade de soldagem (m/min)*área da seção transversal da folga (mm2)/área da seção transversal do arame (mm2)

O uso de arame de adição geralmente resulta em uma diminuição de 10 a 20% na velocidade de soldagem, para uma determinada potência do laser, para compensar a energia do laser que deve ser usada para fundir o arame. Observe que a compensação de velocidade mais baixa é compensada pelos maiores benefícios da utilização de arame de enchimento. Mas é importante usar a taxa de arame de enchimento correta. Se a taxa de arame de enchimento for muito baixa, a quantidade de calor gerada pelo feixe de laser afetará o arame e o material que está sendo soldado, podendo derreter uma seção maior na extremidade do arame. Isso pode resultar na quebra de uma ponte de metal líquido formada durante o processo e na formação de uma gota na ponta do fio e perturbação momentânea da estabilidade do processo.

Uma taxa de arame de enchimento muito alta pode fazer com que a energia fornecida à área de soldagem seja insuficiente para uma fusão estável e permanente do arame. O volume de metal líquido na extremidade do fio e na ponte de metal líquido aumenta, inundando assim o entreferro. Além disso, o arame não derretido entra na área posterior da poça, empurrando para fora o metal líquido, que ao solidificar, forma saliências características da superfície da solda e porosidade na raiz da solda. Uma velocidade de solda correta garantirá a profundidade de penetração, a largura da solda e a altura do cordão de topo corretas.

Interação feixe de laser-fio de enchimento: Um comprimento de fio exposto muito curto impede que o fio seja derretido na área inicial do cordão e o feixe de laser afeta diretamente o material a ser derretido. Por sua vez, um comprimento exposto de fio muito longo faz com que a extremidade estendida do fio seja pressionada contra a superfície da placa. No estágio inicial, o feixe de laser derrete o fio, dividindo-o em duas partes. Com isso, o local de início do processo foi coberto com uma ponta de arame soldada na superfície e de difícil remoção. Em casos extremos, a extremidade do arame soldado pode causar uma colisão com o bocal de proteção do gás, perturbando ou até mesmo eliminando a proteção do gás. Os recursos de controle do LASERDYNE 795 com BeamDirector garantem a interação correta do feixe de laser e do fio de enchimento.

O LASERDYNE 795 com BeamDirector é idealmente projetado para soldagem a laser de fibra e fio de lixa. O controlador System S94P garante proteção contra colisões enquanto fornece proteção de gás ideal e controle dos parâmetros do laser.