Primer, què és un làser? El primer raig làser del món es va produir l'any 1960 utilitzant una bombeta de flaix per excitar grans de cristall de robí. A causa de la limitació de la capacitat calorífica del cristall, només podia produir un feix de pols molt curt amb una freqüència molt baixa. Tot i que l'energia màxima del pols instantània pot arribar als 106 watts, encara és una sortida d'energia baixa.
La tecnologia làser utilitza un polaritzador per reflectir el feix generat pel làser de manera que es concentra en un dispositiu d'enfocament per produir un feix d'energia enorme. Si el focus està a prop de la peça de treball, la peça es fon i s'evapora en pocs mil·lisegons. Aquest efecte es pot utilitzar en el procés de soldadura. L'aparició del CO d'alta-potència2i els làsers YAG{0}}d'alta potència han obert un nou camp de soldadura làser. La clau dels equips de soldadura per làser són els làsers d'alta-potència. Hi ha dues categories principals. Un és el làser sòlid, també conegut com a làser Nd:YAG. Nd (neodimi) és un element aristocràtic rar, YAG significa granat d'itri d'alumini i la seva estructura de cristall és similar al robí. La longitud d'ona del làser Nd:YAG és d'1,06 μm. El principal avantatge és que el feix generat es pot transmetre a través de fibra òptica, de manera que es pot ometre un sistema de transmissió de feix complex. És adequat per a sistemes de fabricació flexibles o processament remot, i s'utilitza normalment per a peces de treball amb requisits d'alta precisió de soldadura. Els làsers Nd:YAG amb potències de sortida de 3-4 quilowatts s'utilitzen habitualment a la indústria de l'automòbil. L'altre tipus és el làser de gas, també conegut com a CO2làser. El gas molecular s'utilitza com a mitjà de treball per produir un làser infrarojo amb una mida uniforme de 10,6 μm. Pot funcionar contínuament i produir una potència molt alta. La potència estàndard del làser és d'entre 2 i 5 quilowatts.
En comparació amb altres tecnologies de soldadura tradicionals, els principals avantatges de la soldadura làser són:
1. Velocitat ràpida, gran profunditat i petita deformació.
2. La soldadura es pot realitzar a temperatura ambient o en condicions especials, i l'equip de soldadura és senzill. Per exemple, el raig làser no es desviarà en passar per un camp electromagnètic; els làsers poden realitzar soldadures al buit, a l'aire i en determinats entorns de gas, i poden soldar a través de vidre o materials transparents al feix làser.
3. Pot soldar materials refractaris com titani, quars, etc., i també pot soldar materials heterogenis amb bons resultats.
4. Després de enfocar el làser, la densitat de potència és alta. Quan es solden dispositius de gran-potència, la relació d'aspecte pot arribar a 5:1 i fins a 10:1.
5. La micro soldadura és possible. Un cop enfocat el feix làser, pot obtenir un punt molt petit i es pot posicionar amb precisió, de manera que es pot aplicar
S'utilitza en el muntatge i la soldadura de micro i petites peces de treball en producció automatitzada en massa.
6. Pot soldar peces inaccessibles i implementar soldadura remota sense-contacte, que té una gran flexibilitat. Especialment en els darrers anys, la tecnologia de transmissió de fibra òptica s'ha adoptat a la tecnologia de processament làser YAG, que ha permès que la tecnologia de soldadura làser es promocioni i s'apliqui més àmpliament.
7. El feix làser es pot dividir fàcilment en temps i espai, permetent el processament simultani de múltiples feixs i multi-estació, proporcionant condicions per a una soldadura més precisa.
Tanmateix, la soldadura làser també té certes limitacions:
1. Requereix una alta precisió de muntatge de les peces i que la posició del raig làser a la peça no es pugui compensar significativament. Això es deu al fet que la mida del punt làser és petita després de l'enfocament, la costura de soldadura és estreta i s'afegeix material de metall de farciment. Si la precisió del muntatge de la peça o la precisió del posicionament del feix no compleix els requisits, es poden produir fàcilment defectes de soldadura.
2. El cost dels làsers i sistemes relacionats és relativament elevat, el que resulta en una gran inversió inicial.
