Tabla de espesores y velocidades de soldadura láser

Última actualización:
23 de enero de 2024

Índice

La soldadura láser es una técnica precisa y eficaz para unir materiales, sobre todo metales, con rayos láser de alta densidad energética. Este proceso es muy apreciado por su capacidad para producir soldaduras fuertes con una deformación mínima del material circundante. Para el éxito de las operaciones de soldadura láser son fundamentales los parámetros que rigen el proceso: el grosor del material que se suelda y la velocidad a la que se realiza la soldadura. Estos parámetros se calibran cuidadosamente para maximizar la resistencia y la integridad de la soldadura al tiempo que se optimiza la eficacia operativa.

Una tabla de espesor y velocidad de soldadura láser sirve de guía esencial para técnicos e ingenieros, ya que les proporciona la información necesaria para seleccionar los parámetros de soldadura correctos en función del tipo de material y la aplicación específica. Ajustando la potencia del láser, la calidad del haz y la velocidad de soldadura, los usuarios pueden controlar la profundidad de penetración y la calidad general de la soldadura. La naturaleza de la soldadura láser permite una elevada relación profundidad-anchura, lo que da como resultado una soldadura concentrada con una exposición limitada al calor del material circundante, manteniendo así la integridad estructural de los componentes implicados.

Tabla de potencia, espesor y velocidad de soldadura láser

Material1000 vatios1500 vatios2000 vatios
SUS (acero inoxidable)0,5 mm-3 mm0,5 mm-4 mm0,5 mm-5 mm
Fe (hierro)0,5 mm-3 mm0,5 mm-4 mm0,5 mm-5 mm
AI (aluminio)0,5 mm-2 mm0,5 mm-3 mm0,5 mm-4 mm
Cu (latón)0,5 mm-3 mm0,5 mm-6 mm0,5 mm-8 mm
Chapa galvanizada0,5 mm-3 mm0,5 mm-4 mm0,5 mm-5 mm
Acero al carbono0,5 mm-3 mm0,5 mm-4 mm0,5 mm-5 mm

Acero inoxidable

Acero inoxidablePotencia del láser(W)Potencia(W)Velocidad(mm/s)Frecuencia(kHz)Enfoque(mm)
1 mm5002680052
1,5 mm50034075052
2 mm100060080052
2,5 mm100073070052
3 mm100086072053

Aluminio

AluminioPotencia del láser(W)Potencia(W)Velocidad(mm/s)Frecuencia(kHz)Enfoque(mm)
1 mm500480700201
1,5 mm1000560800201
2 mm1000780800202
2,5 mm1000920800202
3 mm15001150800202

Latón

LatónPotencia del láser(W)Potencia(W)Velocidad(mm/s)Frecuencia(kHz)Enfoque(mm)
1 mm1000900600303
1,5 mm15001100600304
2 mm15001350500304
2,5 mm20001600500305
3 mm20001850500306

Cobre

CobrePotencia del láser(W)Potencia(W)Velocidad(mm/s)Frecuencia(kHz)Enfoque(mm)
1 mm1000650600300
1,5 mm1000850600300
2 mm15001100500300
2,5 mm15001400500300
3 mm20001750500300

Acero dulce

Acero dulcePotencia del láser(W)Potencia(W)Velocidad(mm/s)Frecuencia(kHz)Enfoque(mm)
1 mm500300500200
1,5 mm500370500200
2 mm500480600201
2,5 mm1000600600201
3 mm1000760700202

Chapa galvanizada

Chapa galvanizadaPotencia del láser(W)Potencia(W)Velocidad(mm/s)Frecuencia(kHz)Enfoque(mm)
1 mm500320600200
1,5 mm500460600201
2 mm1000600500202
2,5 mm1000800700203
3 mm1000960650203

Fundamentos de la soldadura láser

La soldadura láser ha revolucionado las técnicas de unión industrial, ofreciendo precisión a alta velocidad y la capacidad de unir una gran variedad de materiales.

Proceso de soldadura láser

La soldadura láser es una técnica de soldadura por haz de alta energía en la que se enfoca un haz láser sobre una pequeña área para crear una zona de fusión. La energía del rayo es absorbida por los materiales, haciendo que se fundan y se fusionen una vez enfriados. Este método puede soldar materiales a velocidades de hasta 5 cm por segundo para chapas finas como las carcasas de los detonadores de airbag de 0,01 pulgadas de grosor.

  • Aspectos clave:
    • Enfoque del haz: Concentrado en un pequeño punto para alcanzar altas temperaturas.
    • Interacción material: Absorbe la energía del láser, lo que provoca su fusión.
    • Velocidad y grosor: La velocidad de soldadura y el espesor del material aplicable dependen de la potencia del láser y de las propiedades del material.

Tipos de láser para soldadura

A la hora de seleccionar un láser para soldar, la elección depende del tipo de material y de la precisión requerida.

  1. Láseres de onda continua (CW): Emiten un haz láser constante y son adecuadas para soldaduras profundas y soldaduras por costura de alta velocidad. Común para materiales de hasta 0,25 pulgadas de grosor y más.
  2. Láseres pulsados: Emiten energía láser en impulsos y son preferibles para un control preciso de la profundidad de soldadura en materiales finos.
  • Láseres comunes:
    • Láser de fibra óptica: Conocida por su flexibilidad y eficacia, se utiliza generalmente en soldadura fina y de alta velocidad.
    • Láser CO2: Ofrece una penetración profunda y se utiliza tradicionalmente para materiales más gruesos y resistentes.

Consideraciones materiales

Al realizar una soldadura láser, hay que tener en cuenta tanto la naturaleza de los materiales que se van a unir como los distintos grosores que presentan. Estos aspectos son cruciales para determinar los parámetros de soldadura láser adecuados.

Metales y aleaciones

Los diferentes metales y aleaciones tienen propiedades distintas que afectan a su absorción de la energía láser, un factor crítico en la soldadura por láser. Por ejemplo, acero inoxidable se suele soldar con láser debido a sus características de absorción propicias. Por otro lado, los materiales altamente reflectantes como aluminio requieren tipos de láser específicos, como los láseres de fibra, para lograr una soldadura eficaz. La adición de determinados aditivos materiales también puede influir en el proceso de absorción y soldadura.

Gama de espesores de material

El grosor del material afecta directamente a la potencia láser necesaria:

  • Para placas finas (<1,0 mm)En este caso, se necesita una menor potencia láser y los parámetros difieren significativamente de los utilizados para materiales más gruesos.
  • Placas más gruesas exigen una mayor potencia del láser para conseguir penetración y resistencia en la soldadura. Existe una relación proporcional entre el espesor y la potencia:
Material GrosorPotencia aproximada del láser
< 1,0 mmBajo consumo
1,0 mm - 5,0 mmPotencia media
> 5,0 mmAlta potencia

Es importante ajustar los parámetros del láser, como el ancho de giro y velocidad de soldadura, para adaptarse a la gama de espesores específica y obtener resultados óptimos.

Parámetros de soldadura láser

La selección de los parámetros de soldadura láser es fundamental para conseguir uniones de alta calidad con la resistencia y precisión necesarias. Estos parámetros incluyen los ajustes de potencia del láser, la velocidad de soldadura y la posición de enfoque, que deben equilibrarse cuidadosamente para adaptarse al material y al grosor que se va a soldar.

Ajustes de potencia del láser

Para la soldadura láser, la potencia necesaria aumenta con el grosor del material. Las siguientes directrices pueden servir de punto de partida:

  • Materiales < 1,0 mm de grosor: Ajustes de potencia más bajos.
  • Materiales > 1,0 mm de grosor: Es posible que se requieran ajustes de potencia más altos.

El ajuste de la potencia es esencial para evitar la quemadura en materiales más finos o la falta de penetración en materiales más gruesos.

Velocidad de soldadura

La velocidad de soldadura debe calibrarse para garantizar resultados uniformes:

  • Las velocidades rápidas pueden provocar una falta de fusión, mientras que las demasiado lentas pueden causar distorsión o un aporte excesivo de calor.
  • La velocidad ideal varía, pero un intervalo inicial común se sitúa en torno al De 5 a 10 m/min.

También será necesario reducir la velocidad a medida que aumente el grosor del material, para garantizar una penetración total sin defectos.

Posición Focus

La posición del foco influye en la geometría del cordón y en la calidad general de la soldadura:

  • Para aceros estructurales como el S235JR, los ajustes de la posición focal pueden alterar significativamente el perfil y la penetración del cordón de soldadura.
  • Una posición focal óptima garantiza una distribución equilibrada de la energía, un control preciso de la zona afectada por el calor y una relación adecuada entre profundidad y anchura de la soldadura.

Ajustando cuidadosamente estos parámetros, la soldadura láser puede lograr uniones fuertes y precisas con una distorsión mínima del material.

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