Soldagem a Laser: Tipos, Vantagens e Aplicações

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A soldagem a laser (amplificação de luz por emissão estimulada de radiação) é uma das formas de soldagem mais avançadas tecnicamente. Suas aplicações abrangem uma gama diversificada de indústrias, desde a aeroespacial até a fabricação de joias finas.

No entanto, existem vários tipos de soldagem que foram usados ​​muito antes da soldagem a laser, portanto, surge a questão de por que precisamos da tecnologia a laser quando temos outras alternativas?

Vamos nos aprofundar nisso depois de examinar brevemente o início da tecnologia. Foi Einstein quem previu a emissão estimulada, que é o princípio básico do laser.

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No entanto, foi apenas em 1967 que usamos o laser pela primeira vez para suas capacidades de soldagem e corte. O laser usado nos experimentos de 1967 usava gás assistido por oxigênio com um feixe de laser de CO2 concentrado.

O projeto foi liderado pelo Dr. Peter Houldcroft. O experimento e seus detalhes foram explicados em um artigo intitulado Corte a laser a jato de gás por ABJ Sullivan e PT Houldcroft.

O corte a laser liderou a base da soldagem a laser, pois envolve a fusão do metal sem perfurá-lo.

A soldagem a laser usa um feixe de luz altamente concentrado em um ponto muito pequeno para que a área sob o feixe de laser absorva a luz e se torne altamente energética. À medida que feixes de laser poderosos são usados, os elétrons na área ficam excitados a ponto de o material derreter como resultado dos átomos quebrando as ligações entre si.

A soldagem a laser também pode ser usada para unir plásticos.

Essa fusão dos dois materiais em suas costuras os funde em uma junta. É surpreendente como a luz pode ser poderosa o suficiente para destruir metais em milissegundos. Para obter feixes de laser tão poderosos, a máquina de solda a laser usa várias peças que direcionam e amplificam o laser.

Lasers de gás, lasers de estado sólido e lasers de fibra são os três lasers mais comuns usados ​​em uma máquina de solda a laser.

Normalmente, o feixe de laser é fornecido à máquina de solda a laser pelo uso de fibras ópticas. Existem máquinas de solda de fibra única e máquinas de solda de fibra múltipla. As máquinas de solda de múltiplas fibras têm um laser conectado a cada fibra, com cada fibra, a força do laser aumenta.

Para concentrar o feixe em um ponto antes de deixar a máquina, uma lente colimadora em conjunto com uma lente de focagem é freqüentemente usada.

Quatro juntas de solda principais são capazes de soldas a laser:

Se você está pesquisando sobre soldagem a laser, deve ter notado o companheiro constante do bico do laser, que é outro bico que fornece um gás chamado gás de processo ou gás de corte.

Basicamente, é o fluxo de gás, mais comumente o CO2, que também é direcionado para o local da solda com o objetivo de evitar o contato da superfície da solda com a atmosfera.

Sem o uso de gás de corte, existem apenas duas opções para atmosfera de solda – atmosfera normal ou vácuo. A soldagem a laser no vácuo é certamente possível, mas não plausível devido ao seu alto custo e à necessidade de uma configuração especial.

Em uma atmosfera normal, a soldagem a laser sem gás de processamento pode produzir efeitos desfavoráveis. Como o nitrogênio no ar está em concentração muito alta, ele pode se misturar com o metal fundido e causar a formação de vazios ou furos na solda. Tais ocorrências podem levar a falhas de solda.

Fatores como a umidade do ar podem causar a produção de hidrogênio durante a soldagem. A difusão de hidrogênio no metal também leva a juntas de solda fracas. Portanto, a soldagem a laser em uma atmosfera normal sem proteção não é considerada.

As máquinas de solda vêm com um acessório de gás de corte que atira gás na superfície da solda, certificando-se de que nenhuma impureza seja misturada com a solda.

A soldagem a laser pode ser feita de duas maneiras – soldagem por condução de calor e soldagem por buraco de fechadura.