Los diferentes rayos láser versus soldadura por haz de electrones

Los defensores de la soldadura por rayo láser (LBW) y la soldadura por rayo de electrones (EBW) expresan elogios singulares de su tecnología preferida, pero a menudo la mejor solución para un cliente es usar ambas tecnologías juntas. Ambos procesos son adecuados para unir componentes con geometrías complejas y son capaces de satisfacer las demandas más estrictas de las características metalúrgicas del ensamblaje final.

Soldadura por rayo láser (LBW)

Las fuentes de energía de soldadura láser utilizan una onda continua (CW) o una salida pulsada de fotones. Con los sistemas CW, el rayo láser siempre está encendido durante el proceso de soldadura. Los sistemas pulsados ​​se modulan para emitir una serie de pulsos con un tiempo de inactividad entre esos pulsos. Con ambos métodos, el rayo láser se enfoca ópticamente en la superficie de la pieza a soldar. Estos rayos láser pueden enviarse directamente a la pieza a través de una óptica rígida clásica o mediante un cable de fibra óptica altamente flexible capaz de suministrar la energía láser a estaciones de trabajo distantes.

Es la alta densidad de energía del láser lo que permite que la superficie del material llegue rápidamente a la temperatura de sus líquidos, lo que permite un tiempo de interacción del haz corto en comparación con los métodos de soldadura tradicionales como GTAW (soldadura TIG) y procesos similares. Por lo tanto, la energía tiene menos tiempo para disiparse en el interior de la pieza de trabajo. Esto da como resultado una zona estrecha afectada por el calor y menos débito de fatiga para el componente.

Soldadura por haz de electrones (EBW)

Ampliamente aceptado en muchas industrias, EBW permite la soldadura de metales refractarios y diferentes que normalmente no son adecuados para otros métodos. La energía cinética de los electrones se convierte en energía térmica, que a su vez es la fuerza impulsora de la fusión. Por lo general, no se requiere ni se utiliza material de relleno agregado, y la distorsión posterior a la soldadura es mínima. La densidad de energía ultraalta permite una penetración profunda y una alta relación de aspecto, mientras que un entorno de vacío garantiza una soldadura libre de contaminación atmosférica de gas que es crítica para metales como titanio, niobio, metales refractarios y súper aleaciones a base de níquel.

Sin embargo, la necesidad principal para operar bajo vacío es controlar el haz de electrones con precisión. La dispersión ocurre cuando los electrones interactúan con las moléculas de aire; Al reducir la presión ambiental, los electrones pueden controlarse más estrechamente. Las cámaras de vacío modernas están equipadas con sellos de última generación, sensores de vacío y sistemas de bombeo de alto rendimiento que permiten una evacuación rápida. Estas características permiten enfocar el haz de electrones a diámetros de 0.3 a 0.8 milímetros. Al incorporar lo último en control numérico por computadora (CNC) de microprocesador y monitoreo de sistemas para una manipulación de piezas superior, se pueden unir piezas de varios tamaños y masas sin una fusión excesiva de componentes más pequeños. El control preciso tanto del diámetro del haz de electrones como de la velocidad de desplazamiento permite fusionar materiales de 0.001 \"a varias pulgadas de espesor. Estas características hacen que EBW sea una tecnología extremadamente valiosa.

La soldadura por haz de electrones (EBW) y la soldadura por haz láser (LBW) son dos métodos muy populares para unir múltiples componentes metálicos. Pero, ¿qué proceso es el más efectivo? La respuesta a esta pregunta depende de la aplicación de soldadura. En la mayoría de los casos, es muy beneficioso utilizar ambos procesos en diferentes etapas, especialmente con procesos y componentes de fabricación más complejos. El procesamiento con láser se requiere cuando el tamaño del ensamblaje final es demasiado grande para una cámara de soldadura EB, algún componente en un ensamblaje es incompatible con el procesamiento al vacío (como un líquido o gas), o cuando la soldadura es inaccesible a un haz de electrones fuente. El haz de electrones será la elección principal cuando el conjunto completo se debe sellar con componentes internos al vacío, cuando las penetraciones de soldadura excedan 1⁄2 \", cuando el material sea difícil de iniciar el acoplamiento láser, o cuando la soldadura no se exponga a la atmósfera. condiciones hasta que se haya enfriado a una temperatura aceptable.Los ejemplos son la soldadura aeroespacial de titanio y sus aleaciones, y muchos metales refractarios como tungsteno, niobio, renio y tántalo.