Soldadura láser: ¿Cómo funciona?

Para crear ensamblajes y uniones precisos, duraderos y de calidad, no hay aliada como la soldadura láser. ¿Qué es? ¿Cómo funciona? ¿A cuáles materiales se aplica? Seguí leyendo para encontrar la respuesta a estas preguntas y un par más.

¿Qué es la soldadura láser?

La soldadura láser es un mecanismo para unir materiales a través de la fusión. Como su nombre lo indica, se utiliza un láser de gran intensidad para lograrlo. Al estar concentrado, el rayo de luz alcanza la temperatura justa para derretir las secciones a unir, sin afectar al resto del material. 

Así, con las soldadoras láser se obtienen resultados precisos, rápidos y limpios. Siempre que estén bien usadas, claro está. Esto hace que tiendan a implementarse en los procesos de producción componentes electrónicos, automotores y dispositivos médicos.

Materiales que se pueden soldar

Si bien la soldadura láser se utiliza, principalmente, en metales y plásticos, sus aplicaciones no terminan ahí. Produce, de hecho, buenos resultados en una amplia variedad de materiales. Eso sí, los parámetros de la soldadora deberán ajustarse a las necesidades de cada caso, para obtener una unión fuerte y sin defectos.

Material

Aplicaciones

Recomendaciones

Metales

Acero inoxidable

Equipo médico, utensilios de cocina, partes de automotores, etc.

Potencia medio-alta, para mejor penetración. Utilizar protección de gas inerte para evitar la oxidación.

Acero al carbono

Contenedores a presión, estructuras, maquinaria, tuberías y vehículos.

Según el espesor, la potencia debe ir de media a alta. Precalentar los materiales gruesos y utilizar un gas protector para evitar deformaciones y defectos.

Aluminio

Estructuras ligeras, carrocería automotriz, componentes de aviones, bicicletas y electrónica.

Utilizar un láser de alta potencia, con un buen sistema de enfriamiento. Precalentar las piezas reduce el riesgo de fisura.

Cobre

Sistemas de calefacción y refrigeración, decoración y electrónica, entre otros.

Se recomienda soldar con láseres de fibra o de alta potencia. Ajustar los parámetros de velocidad y enfriamiento para prevenir el sobrecalentamiento.

Titanio

Implantes médicos, joyería, tuberías industriales, industria aeroespacial y equipo deportivo.

Puede utilizarse un láser de baja potencia. Para evitar la oxidación, soldar en un ambiente de gas inerte.

Termoplásticos

Equipo médico, carcasas electrónicas, envases, piezas automotrices, etc. 

Los láseres de baja potencia impiden el sobrecalentamiento y la deformación del material.

Materiales compuestos

Fabricación automotriz, aeroespacial, muebles, elementos deportivos, equipo médico.

Ajustar el tiempo de exposición y la potencia para evitar daños en la matriz.

Silicio (y otros semiconductores)

Paneles solares, elementos de electrónica avanzada, sensores y transductores.

La soldadura con material de aporte ayuda a la calidad de la unión. El láser debe ser de alta precisión y estar a potencia media.

Vidrio

Relojería, dispositivos ópticos, microsistemas y electrónica.

Se utilizan láseres de pulso corto, a potencia alta. Para prevenir fracturas, controlar la tasa de enfriamiento.

Cerámicas

Componentes de equipo médico, electrónica y recubrimientos de protección.

Difícil de llevar a cabo. Requiere un láser de alta precisión. Las piezas a soldar deben ser delgadas o estar recubiertas.

Tejidos sintéticos

Ropa de alto rendimiento (trajes de neoprene, por ej,), productos de protección, industria textil.

El láser debe estar a potencia baja o media, para evitar daños. Los gases inertes ayudan a proteger el material. 

Cómo funciona la soldadura láser

El proceso de soldado con láser es relativamente sencillo. Comienza cuando la soldadora emite un rayo de luz concentrada, de alta intensidad (el láser) y lo direcciona a la zona donde las dos piezas a soldar se tocan.

En trabajos que requieren una precisión extrema, el rayo se libera en “ráfagas” controladas. Es decir, siguiendo un pulso. Su frecuencia y duración dependen del tipo de material a unir.

El láser produce mucho calor, de manera localizada, lo que hace que una pequeña porción de la zona de contacto de ambas piezas se derrita. Cuando esto sucede, los materiales se mezclan, formando la soldadura. Finalmente, el láser se retira y la unión se solidifica rápidamente. 

Este método produce resultados óptimos para aplicaciones en las que las piezas a soldar tienen un buen ajuste o se requiere un acabado preciso, sin volumen adicional. Por ejemplo, en la fabricación de insumos electrónicos, de sensores y dispositivos médicos y de equipos ópticos. 

Como, además, se realiza en poco tiempo, es ideal para mantener la eficiencia en las líneas de producción automatizadas, cuando se la aplica con soluciones robotizadas. No resulta demasiado eficaz, eso sí, si los materiales a unir son gruesos o el proceso de soldadura se realiza al aire libre.

Soldadura con material de aporte

En ocasiones, para conseguir mejores resultados la soldadura láser debe incorporar un material de aporte. Este, se funde junto con las piezas a unir, en casos donde las zonas de contacto tienen algunos desajustes o distintos espesores. También, se utiliza en soldaduras que necesitan estar reforzadas. 

Si bien puede añadir algo de volumen al conjunto, las uniones siguen siendo bastante precisas. Además, permite incluir materiales que aporten propiedades específicas al conjunto (como mayor dureza) y que mejoren, así, las características de la soldadura final. 

Por lo general, el material de aporte suele estar en forma de alambre o de polvo. Esto permite que se derrita en poco tiempo, mezclándose con los demás componentes de la soldadura con facilidad.

Esta técnica suele implementarse para reparar componentes (es ideal para rellenar grietas o mejorar bordes desgastados). También es bastante común en industrias que requieren estructuras reforzadas, con uniones precisas, como la automotriz.

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