Soldagem a laser: tipos, vantagens e aplicações

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A soldagem a laser (amplificação de luz por emissão estimulada de radiação) é uma das formas de soldagem mais avançadas tecnicamente. Suas aplicações abrangem uma ampla gama de indústrias, desde aeroespacial até fabricação de joias finas.

No entanto, existem vários tipos de soldadura que eram utilizados muito antes da soldadura a laser, por isso levanta-se a questão: porque precisamos da tecnologia laser quando temos outras alternativas?

Iremos nos aprofundar nisso depois de examinar brevemente o início da tecnologia. Foi Einstein quem previu a emissão estimulada, que é o princípio básico do laser.

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No entanto, foi apenas em 1967 que utilizámos pela primeira vez o laser pelas suas capacidades de soldadura e corte. O laser usado nos experimentos de 1967 utilizou gás assistido por oxigênio com um feixe de laser concentrado de CO2.

O projeto foi liderado pelo Dr. Peter Houldcroft. O experimento e seus detalhes foram explicados em um artigo intitulado Corte a laser a jato de gás, de ABJ Sullivan e PT Houldcroft.

O corte a laser deu origem à soldagem a laser, pois envolve derreter o metal sem perfurá-lo.

A soldagem a laser utiliza um feixe de luz altamente concentrado em um ponto muito pequeno, de modo que a área sob o feixe de laser absorve a luz e se torna altamente energética. À medida que poderosos feixes de laser são usados, os elétrons na área ficam excitados a um ponto em que o material derrete como resultado da quebra das ligações entre os átomos.

A soldagem a laser também pode ser usada para unir plásticos.

Essa fusão dos dois materiais em suas costuras os funde em uma junta. É surpreendente como a luz pode ser poderosa o suficiente para transformar metais em milissegundos. Para obter feixes de laser tão potentes, a máquina de solda a laser utiliza várias peças que direcionam e amplificam o laser.

Lasers a gás, lasers de estado sólido e lasers de fibra são os três lasers mais comuns usados ​​em uma máquina de solda a laser.

Normalmente, o feixe de laser é fornecido à máquina de solda a laser pelo uso de fibras ópticas. Existem máquinas de solda de fibra única e várias máquinas de solda de fibra. As máquinas de solda de múltiplas fibras possuem um laser conectado a cada fibra, a cada fibra a força do laser aumenta.

Para concentrar o feixe em um ponto antes de sair da máquina, costuma-se usar uma lente colimadora em conjunto com uma lente de foco.

Quatro juntas de solda principais são possíveis com soldas a laser:

Se você está pesquisando sobre soldagem a laser, deve ter notado o companheiro constante do bico laser, que é outro bico que fornece um gás chamado Gás de Processo ou Gás de Corte.

Basicamente, é o fluxo de gás, mais comumente CO2, que também é direcionado para o local da solda com o objetivo de evitar o contato da superfície da solda com a atmosfera.

Sem o uso de gás de corte, existem apenas duas opções para atmosfera de soldagem – atmosfera normal ou vácuo. A soldagem a laser no vácuo é certamente possível, mas não plausível devido ao seu alto custo e à necessidade de uma configuração especializada.

Em uma atmosfera normal, a soldagem a laser sem gás de processamento pode produzir efeitos desfavoráveis. Como o nitrogênio no ar está em concentração muito alta, ele pode se misturar com o metal fundido e causar a formação de vazios ou furos na solda. Tais ocorrências podem levar a falhas na soldagem.

Fatores como a umidade do ar podem causar a produção de hidrogênio durante a soldagem. A difusão do hidrogênio no metal também leva a juntas soldadas fracas. Conseqüentemente, a soldagem a laser em uma atmosfera normal sem blindagem não é considerada de forma alguma.

As máquinas de solda vêm com um acessório de gás de corte que dispara gás para a superfície da solda, garantindo que nenhuma impureza seja misturada à solda.

A soldagem a laser pode ser feita de duas maneiras – soldagem por condução de calor e soldagem tipo buraco de fechadura.