La soldadura láser es un proceso que utiliza un haz de luz concentrado y colimado para fundir y unir piezas metálicas, a veces con material de aporte. La soldadura láser tiene numerosas aplicaciones en diversas industrias, especialmente en la automatización de la soldadura de componentes pequeños, donde el control preciso elimina la necesidad de limpieza. Esto es muy útil en los sectores como el automotriz, la aeronáutica y la electrónica, donde la precisión y la eficiencia son los principales factores determinantes.
El principio de la soldadura láser se basa en la emisión estimulada, que fue predicha por Einstein y que es la base del funcionamiento del láser. Los primeros experimentos de soldadura láser se realizaron en los años 60, utilizando un láser de rubí que aplicaba pulsos cortos de energía de alta intensidad en enlaces coherentes. Cuando los pulsos se enfocaban en un punto pequeño en la unión de las piezas metálicas, los metales se fundían y se unían. Incluso en estos primeros experimentos, se obtuvieron soldaduras muy estrechas y precisas, con zonas afectadas por el calor (ZAC) mínimas y distorsiones. También demostraron cierta capacidad para unir materiales diferentes.
El proceso de soldadura láser funciona generando luz láser y luego dirigiéndola a una cabeza de colimador/óptica que se enfoca en la unión de las piezas metálicas, provocando una acumulación de calor muy localizada y un charco de fusión restringido. El haz de energía dirigida calienta y funde las piezas de trabajo (y el aporte de relleno si es necesario), y el charco de fusión resultante fusiona los objetivos, formando una soldadura bien integrada. Una ventaja clave de la soldadura láser es la alta precisión y el control estrecho de la energía aplicada. La energía se puede dirigir con precisión al lugar exacto donde se necesita la soldadura, con prácticamente ninguna sobre aplicación o dispersión. Esto permite una fusión extremadamente precisa con una ZAC mucho menor que cualquier otro método de soldadura. Esto provoca menos daños en las zonas circundantes y reduce el calentamiento y la deformación masivos.
Los tipos de láser más comunes utilizados en una máquina de soldadura láser son los láseres de gas, los láseres de estado sólido y los láseres de fibra. Normalmente, el haz láser se suministra a la máquina de soldadura láser mediante el uso de fibras ópticas. Hay máquinas de soldadura de fibra única y máquinas de soldadura de fibra múltiple. Las máquinas de soldadura de fibra múltiple tienen un láser conectado a cada fibra, y con cada fibra, la intensidad del láser aumenta. Para concentrar el haz en un punto antes de que salga de la máquina, a menudo se utiliza una lente colimadora junto con una lente de enfoque.
Los cuatro tipos principales de soldaduras que se pueden realizar con la soldadura láser son:
Soldadura a tope: se unen dos piezas de metal colocadas una al lado de la otra.
Soldadura con relleno: se utiliza una varilla de aporte(alambre) para rellenar el espacio entre las piezas de metal.
Soldadura por solape: se superponen dos piezas de metal y se sueldan por el borde.
Soldadura por brida de borde: se unen dos piezas de metal con una brida en ángulo recto.
La potencia del láser determina la densidad de potencia del punto y controla la profundidad de penetración y la velocidad de soldadura. A medida que aumenta la potencia del láser, también aumentan la velocidad de soldadura y la profundidad de penetración. La soldadura láser tiene algunas ventajas distintas en comparación con la soldadura por puntos, como la capacidad de soldar una gama más amplia de materiales y lograr un enlace más fuerte. Además, la soldadura láser reduce el riesgo de daños mecánicos y produce menos calor, lo que la hace adecuada para materiales sensibles a la temperatura.
Sin embargo, la soldadura láser también tiene algunos inconvenientes, como puede ser la necesidad de una alta precisión en el posicionamiento y el enfoque del haz, y la posibilidad de dañar los ojos y la piel por la exposición al láser. Además, la soldadura láser puede producir humos y vapores nocivos que requieren una buena ventilación y protección respiratoria.
En conclusión, la soldadura láser es un proceso innovador y preciso que ofrece muchas ventajas sobre otros métodos de soldadura, pero también presenta algunos desafíos y riesgos. La soldadura láser se utiliza ampliamente en industrias que requieren una alta calidad y eficiencia en la unión de piezas metálicas, especialmente en aplicaciones que implican componentes pequeños y delicados. La soldadura láser seguirá evolucionando y mejorando con el desarrollo de la tecnología láser y las técnicas de soldadura.
