Descripción general del proceso de soldadura Micro TIG
La microsoldadura ha evolucionado desde la soldadura TIG tradicional. Este proceso de soldadura por arco involucra un electrodo de tungsteno no consumible que produce calor, al igual que el TIG tradicional. El calor en el punto de la brecha del arco forma una piscina fundida, y el metal base calentado puede fusionarse o los soldadores pueden usar la varilla de relleno.
La diferencia entre la soldadura TIG tradicional y la microsoldadura es que la soldadura TIG micro se realiza con un amperaje extremadamente bajo, generalmente menos de 10 amperios. Además, el control por pulsos del amperaje y la ayuda de un microscopio de alta potencia permiten soldar materiales extremadamente delgados de hasta 0,0002 pulgadas cuadradas de espesor.
Dado que la soldadura micro TIG se considera un proceso sin contacto que utiliza calor en la superficie para unir el metal, los mejores resultados se obtienen al fusionar los mismos grados de metal. No obstante, este proceso se puede utilizar para unir metales diferentes.
Los materiales soldables más comunes son aluminio, cobre, bronce fosforoso, hierro, níquel, acero inoxidable, molibdeno, tungsteno, platino y titanio.
Pros y contras de la soldadura Micro TIG
ventajas
- Zona mínima afectada por el calor
- Depósitos pequeños controlados de 0.005 pulgadas y tan pequeños como 0.002 pulgadas
- Minimiza la deformación, el estrés y la fatiga en el metal.
- Un microscopio de alta potencia permite al soldador lograr depósitos de soldadura pequeños e intrincados
- Mayor penetración en comparación con la soldadura láser
- Puede llegar a zonas difíciles
- Soldaduras duraderas y discretas
- Menor costo que rehacer la parte dañada
- Más rápido y menos costoso que LW
Contras
- Se requiere una habilidad extremadamente alta del operador
- Requiere máquinas de soldadura TIG con opciones de arranque de bajo amperaje, controles de pulso y equilibrio
- La soldadura láser es capaz de manejar acumulaciones mucho más grandes
- Ciertos metales pueden ser difíciles de soldar
Resumen del proceso de soldadura por láser (LW o LWB)
El proceso de soldadura por láser (LW) o soldadura por rayo láser (LWB) utiliza un haz altamente concentrado de energía de haz de luz para formar una soldadura y unir metales o termoplásticos. A medida que se usa un rayo láser potente y enfocado, los electrones en el área se excitan hasta el punto en que el material se derrite debido a que los átomos rompen los enlaces.
La intensidad de la energía de la luz de la soldadura láser se controla mediante el tamaño del haz, el voltaje y el ancho del pulso, de forma individual o repetida a intervalos de tiempo variables. Por lo tanto, una vez que se establecen los parámetros del proceso de soldadura, los soldadores obtienen resultados consistentes.
El proceso láser no genera calor en la pieza de trabajo por el flujo de corriente eléctrica o la resistencia al flujo en la soldadura láser. Por lo tanto, la entrada de calor es limitada y la zona afectada por el calor es significativamente más pequeña.
La soldadura láser se ha abierto camino en muchas industrias y aplicaciones debido a su excelente precisión y bajo calor que le permite trabajar con materiales más delgados.
La soldadura láser es capaz de soldar acero inoxidable, acero con bajo contenido de carbono, aleaciones a base de níquel o materiales difíciles de soldar como titanio (aleaciones refractarias), materiales crecidos en 3D, cobalto, cromoly e Inconel. Sin embargo, a los soldadores les puede resultar difícil unir latón, cadmio, zinc, aceros de carbono medio-alto, aleaciones de cobalto, cobre y aleaciones de cobre, tungsteno, hierro fundido, aceros para herramientas, aluminio, imanes.
Pros y contras de la soldadura por rayo láser
ventajas
- Los láseres proporcionan costuras de soldadura de alta calidad
- Pulsos láser con onda continua que crea una zona afectada por el calor muy estrecha
- La soldadura láser proporciona menos calor en comparación con la soldadura MIG tradicional
- El proceso se puede automatizar fácilmente.
- Puede usarlo para soldar incluso las piezas más pequeñas.
- La soldadura láser se puede utilizar para unir varios materiales y diferentes espesores de material.
- Los láseres son fáciles de mantener y no es necesario comprar consumibles como rellenos de soldadura TIG o alambre de relleno MIG.
Contras
- Los equipos y máquinas de soldadura láser son costosos
- Los láseres actuales que se utilizan en la soldadura híbrida son capaces de unir materiales de un máximo de 25 mm de espesor.
- Los láseres generalmente utilizan solo menos del 10% de la energía.
Soldadura láser frente a soldadura Micro TIG: comparación directa de aspectos cruciales
Después de una breve descripción general de la soldadura láser y la microsoldadura, comparemos ahora los aspectos esenciales de ambos procesos de soldadura. En esta sección, analizaremos la penetración y durabilidad de las soldaduras, la resistencia de las soldaduras, la consistencia, los tamaños de las soldaduras, la facilidad de uso y el costo.
Como ningún proceso de soldadura es perfecto, comprender estas propiedades que mencionamos lo ayudará a elegir el método ideal para su trabajo. Sin embargo, si combina los procesos de soldadura por láser y microsoldadura, puede obtener los beneficios de ambos, pero en términos económicos puede ser una inversión desafiante.
Fuerza de soldadura y penetración de soldadura láser vs Micro TIG
Una de las ventajas más significativas de la soldadura láser es la entrada de calor limitada. Incluso puede tocar piezas de metal soldadas con láser con tan poco calor sin quemarse las manos, y no hay temor a la distorsión del material circundante. Sin embargo, algunos consideran que la potencia del láser ofrece menos penetración y soldaduras más débiles.
Por otro lado, el arco de soldadura creado en el proceso micro-TIG penetra más profundamente en el material base, lo que es fundamental para rellenar agujeros y grandes áreas dañadas.
No me malinterprete, puede lograr excelentes resultados con la soldadura láser, pero deberá establecer el ancho de pulso y la densidad de potencia y ajustar las opciones de relleno.
Consistencia de soldadura y limpieza de soldadura
La soldadura láser permite que la calidad y la consistencia de la soldadura se controlen fácilmente y se mantengan de manera consistente. Dado que el cabezal del láser no hace contacto directo con la pieza de trabajo y ningún electrodo puede desgastarse, erosionarse o dañarse, no es necesario cambiar la herramienta. Además, la soldadura Micro TIG implica que el electrodo debe rectificarse o afilarse, como es el caso de TIG.
Una vez que configure sus parámetros de soldadura, su soldadura láser será exactamente igual con el mismo material. Por lo tanto, obtiene soldaduras láser consistentes que no se pueden contaminar por exceso de suciedad o errores del operador. Es por eso que los láseres a menudo se usan para construir dispositivos médicos.
Los soldadores a menudo eligen la soldadura TIG ya que es uno de los procesos más limpios y el proceso láser puede seguirlo. Sin embargo, hay diferencias cuando se trata de preparación.
Cualquier cosa que vaya a ser soldada con láser debe estar críticamente limpia. Cualquier área áspera, como el acero resistente, las rebabas y el área afilada, causarán problemas si no se limpian antes de soldar. Por otro lado, la soldadura Micro-TIG crea un charco de soldadura más grande, quemando las áreas problemáticas.
Por lo tanto, la soldadura láser no contamina los electrodos ni depende del material de relleno, pero requiere una limpieza a fondo de las áreas de soldadura.
Límites de espesor de metal para soldadura por rayo láser
La soldadura láser se usa comúnmente para reparaciones menores, como acumulaciones de soldadura de 0,005 a 0,010 pulgadas en moldes e insertos. Mientras tanto, en esta situación particular, la salida de calor de un proceso micro-TIG podría causar daños.
La soldadura láser a menudo necesita una pasada de «suavizado» cuando la soldadura tiene un enfoque de varias pasadas.
El soldador suelda sobre un área previamente soldada con láser sin agregar una varilla para romper cualquier porosidad. Además, cada capa de soldadura láser necesita una pasada de alisado antes de agregar más varillas. Las reparaciones menores que utilizan el proceso láser con aluminio han mostrado resultados superiores en comparación con TIG.
Facilidad de uso
La soldadura TIG es reconocida como uno de los procesos de soldadura más difíciles de dominar, y con la microsoldadura, solo se vuelve más complicado. Por otro lado, los soldadores pueden dominar la operación de soldadura por láser mucho más fácilmente, ya que es significativamente más tolerante.
Por otro lado, configurar el láser para ciertas aplicaciones de soldadura cuando el trabajo se realiza en posiciones incómodas puede llevar algún tiempo. Por lo tanto, algunos soldadores dicen que les tomó 30 minutos alinear el láser y luego un minuto para hacer una soldadura.
Costo
Los equipos y máquinas de soldadura láser son costosos, por lo que la inversión inicial es significativamente mayor en comparación con los métodos tradicionales, como la soldadura por puntos. Además, los láseres suelen utilizar menos del 10 % de la energía, lo que significa una baja eficiencia de conversión de energía.
Por otro lado, el equipo de soldadura Micro TIG es más económico, pero debe asegurarse de que pueda producir amperios bajos, con opciones de micro TIG pulsado fino.
En procesos donde el rendimiento es alto, es común encontrar que la solución láser es más eficiente y da como resultado un menor costo por pie de soldadura. Curiosamente, algunos procesos combinan la soldadura láser y por arco para lograr una penetración más profunda y velocidades de soldadura más altas. Estos procesos híbridos suelen utilizar soldadura láser para unir el metal de manera eficiente.