¿Qué es la soldadura?
La capacidad de soldadura del metal se refiere a la adaptabilidad del material metálico al proceso de soldadura, se refiere principalmente a la dificultad de obtener uniones soldadas de alta calidad bajo ciertas condiciones del proceso de soldadura.En términos generales, el concepto de "capacidad de soldar" también incluye "disponibilidad" y "fiabilidad".La capacidad de soldadura depende de las características del material y de las condiciones del proceso utilizado.La capacidad de soldadura de los materiales metálicos no es estática sino que se desarrolla, por ejemplo, para materiales que originalmente se consideraban pobres en capacidad de soldadura, con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, nuevos métodos de soldadura se han vuelto más fáciles de soldar, es decir, la capacidad de soldadura. ha mejorado.Por lo tanto, no podemos dejar las condiciones del proceso para hablar de capacidad de soldadura.
La capacidad de soldadura incluye dos aspectos: uno es el rendimiento de la unión, es decir, la sensibilidad a la formación de defectos de soldadura en determinadas condiciones del proceso de soldadura;el segundo es el rendimiento práctico, es decir, la adaptabilidad de la unión soldada a los requisitos de uso bajo determinadas condiciones del proceso de soldadura.
Métodos de soldadura
1.Soldadura por láser(LBW）
2.soldadura ultrasónica (USW)
3.soldadura por difusión (DFW)
4.etc.
1.La soldadura es un proceso de unión de materiales, generalmente metales, calentando las superficies hasta el punto de fundirlas y luego dejándolas enfriar y solidificar, a menudo con la adición de un material de relleno.La soldabilidad de un material se refiere a su capacidad para soldarse bajo ciertas condiciones de proceso, y depende tanto de las características del material como del proceso de soldadura utilizado.
2.La soldabilidad se puede dividir en dos aspectos: desempeño conjunto y desempeño práctico.El rendimiento de la unión se refiere a la sensibilidad de formar defectos de soldadura bajo ciertas condiciones del proceso de soldadura, mientras que el desempeño práctico se refiere a la adaptabilidad de la junta soldada a los requisitos de uso bajo ciertas condiciones del proceso de soldadura.
3.Existen varios métodos de soldadura, incluida la soldadura láser (LBW), la soldadura ultrasónica (USW) y la soldadura por difusión (DFW), entre otros.La elección del método de soldadura depende de los materiales que se unen, el espesor de los materiales, la resistencia requerida de la unión y otros factores.
¿Qué es la soldadura láser?
La soldadura láser, también conocida como soldadura por rayo láser (“LBW”), es una técnica de fabricación mediante la cual se unen dos o más piezas de material (generalmente metal) mediante el uso de un rayo láser.
Es un proceso sin contacto que requiere acceso a la zona de soldadura desde un lado de las piezas a soldar.
El calor creado por el láser funde el material en ambos lados de la junta y, a medida que el material fundido se mezcla y se vuelve a solidificar, fusiona las piezas.
La soldadura se forma cuando la intensa luz láser calienta rápidamente el material, normalmente calculado en milisegundos.
El rayo láser es una luz coherente (monofásica) de una única longitud de onda (monocromática).El rayo láser tiene una divergencia de haz baja y un alto contenido de energía que generará calor cuando incide sobre una superficie.
Como todas las formas de soldadura, los detalles importan cuando se utiliza LBW.Puede utilizar diferentes láseres y varios procesos LBW, y hay ocasiones en las que la soldadura láser no es la mejor opción.
Soldadura por láser
Existen 3 tipos de soldadura láser:
1.Modo de conducción
2.Modo de conducción/penetración
3.Penetración o modo ojo de cerradura
Estos tipos de soldadura láser se agrupan según la cantidad de energía entregada al metal.Piense en estos como niveles de energía láser bajos, medios y altos.
Modo de conducción
El modo de conducción entrega baja energía láser al metal, lo que resulta en una baja penetración en una soldadura poco profunda.
Es bueno para uniones que no necesitan mucha resistencia ya que el resultado es una especie de soldadura por puntos continua.Las soldaduras por conducción son suaves y estéticamente agradables y, por lo general, son más anchas que profundas.
Hay dos tipos de modo de conducción LBW:
1.Calefacción directa:La superficie de la pieza se calienta directamente mediante un láser.Luego, el calor se conduce al metal y partes del metal base se funden, fusionando la unión cuando el metal se vuelve a solidificar.
2.Transmisión de energía: Primero se coloca una tinta absorbente especial en la interfaz de la junta.Esta tinta absorbe la energía del láser y genera calor.Luego, el metal subyacente conduce el calor hacia una capa delgada, que se funde y se vuelve a solidificar para formar una junta soldada.
Modo de conducción/penetración
Es posible que algunos no reconozcan esto como uno de los modos.Sienten que sólo hay dos tipos;O conduces calor hacia el metal o vaporizas un pequeño canal de metal, permitiendo que el láser penetre en el metal.
Pero el modo de conducción/penetración utiliza energía “media” y da como resultado una mayor penetración.Pero el láser no es lo suficientemente potente como para vaporizar metal como en el modo de ojo de cerradura.
Modo de penetración o ojo de cerradura
Este modo crea soldaduras estrechas y profundas.Por eso, algunos lo llaman modo de penetración.Las soldaduras realizadas son normalmente más profundas que anchas y más fuertes que las soldaduras en modo de conducción.
Con este tipo de soldadura LBW, un láser de alta potencia vaporiza el metal base, creando un túnel estrecho conocido como "ojo de cerradura" que se extiende hacia la junta.Este "agujero" proporciona un conducto para que el láser penetre profundamente en el metal.
Metales adecuados para el BPN
La soldadura láser funciona con muchos metales, como:
- Acero carbono
- Aluminio
- Titanio
- Aceros de baja aleación y acero inoxidable.
- Níquel
- Platino
- Molibdeno
Soldadura ultrasónica
La soldadura ultrasónica (USW) es la unión o reformado de termoplásticos mediante el uso de calor generado por movimientos mecánicos de alta frecuencia.Se logra convirtiendo energía eléctrica de alta frecuencia en movimiento mecánico de alta frecuencia.Ese movimiento mecánico, junto con la fuerza aplicada, crea calor por fricción en las superficies de contacto de los componentes plásticos (área de unión), de modo que el material plástico se funde y forma un enlace molecular entre las piezas.
PRINCIPIO BÁSICO DE SOLDADURA ULTRASÓNICA
1.Partes del Accesorio: Las dos piezas termoplásticas a ensamblar se colocan juntas, una encima de la otra, en un nido de soporte llamado accesorio.
2. Contacto de bocina ultrasónica: un componente de titanio o aluminio llamado bocina se pone en contacto con la parte superior de plástico.
3.Fuerza aplicada: Se aplica una fuerza o presión controlada a las piezas, sujetándolas contra el dispositivo.
4.Tiempo de soldadura: La bocina ultrasónica se hace vibrar verticalmente 20.000 (20 kHz) o 40.000 (40 kHz) veces por segundo, a distancias medidas en milésimas de pulgada (micras), durante un período de tiempo predeterminado llamado tiempo de soldadura.Mediante un cuidadoso diseño de las piezas, esta energía mecánica vibratoria se dirige a puntos de contacto limitados entre las dos piezas.Las vibraciones mecánicas se transmiten a través de los materiales termoplásticos a la interfaz de la junta para crear calor por fricción.Cuando la temperatura en la interfaz de la junta alcanza el punto de fusión, el plástico se funde y fluye, y se detiene la vibración.Esto permite que el plástico derretido comience a enfriarse.
5.Tiempo de retención: La fuerza de sujeción se mantiene durante un período de tiempo predeterminado para permitir que las piezas se fusionen a medida que el plástico derretido se enfría y solidifica.Esto se conoce como tiempo de espera.(Nota: Se puede lograr una mayor resistencia y hermeticidad de la unión aplicando una fuerza mayor durante el tiempo de espera. Esto se logra usando doble presión).
6.La bocina se retrae: una vez que el plástico derretido se ha solidificado, se elimina la fuerza de sujeción y se retrae la bocina ultrasónica.Las dos piezas de plástico ahora están unidas como si estuvieran moldeadas juntas y se retiran del dispositivo como una sola pieza.
Soldadura por difusión, DFW
Proceso de unión por calor y presión donde las superficies de contacto se unen por difusión de átomos.
El proceso
Entre dos prensas [2] se colocan dos piezas [1] en diferentes concentraciones.Las prensas son únicas para cada combinación de piezas de trabajo, por lo que se requiere un nuevo diseño si cambia el diseño del producto.
Luego se suministra al sistema el calor equivalente a aproximadamente el 50-70% del punto de fusión de los materiales, aumentando la movilidad de los átomos de los dos materiales.
Luego, las prensas se presionan entre sí, lo que hace que los átomos comiencen a difundirse entre los materiales en el área de contacto [3].La difusión se produce debido a que las piezas tienen diferentes concentraciones, mientras que el calor y la presión sólo facilitan el proceso.Por lo tanto, la presión se utiliza para acercar lo más posible las superficies de contacto de los materiales, de modo que los átomos puedan difundirse más fácilmente.Cuando se difunde la proporción deseada de átomos, se eliminan el calor y la presión y se completa el proceso de enlace.
