Soldadura por láseres una tecnología potente que utiliza el calor generado por la tecnología láser para fusionar dos materiales (como las placas de acero).La soldadura se enfrenta al reto de la distorsión de la soldadura debido a la reacción natural de los metales al calor extremoEsta es una deformación que compromete la integridad del metal fundido. Afortunadamente, hay formas de minimizar la distorsión mediante la implementación de parámetros del proceso de soldadura.
En este artículo, nos centraremos en quésoldaduraTambién encontrará consejos eficaces para ayudarle a abordar los efectos de la distorsión de la soldadura.
¿ Qué es?soldadura por láser¿Deformación?
La deformación o deformación de la soldadura implica cambios en la forma y el tamaño de la estructura metálica.LasersoldadosCuando se producen, están expuestos a un calor extremadamente alto que hace que se derritan, lo que hace que el material se expanda.
Cuando el metal fundido se enfría a temperatura ambiente, se solidifica y comienza a encogerse.no se expandirá ni se contraerá de la misma maneraEsto causa distorsión.
Materiales que se deforman fácilmente después desoldadura
Para determinar por qué un material es susceptible asoldaduraAlgunos materiales son más susceptibles a la deformación debido a sus propiedades físicas y mecánicas.
1Las propiedades físicas son medidas de expansión térmica y conductividad térmica.
La expansión térmica es el movimiento del metal a medida que se expande cuando se calienta y se contrae cuando se enfría.
La conductividad térmica, por otro lado, mide el flujo de calor a lo largo de un material.baja conductividad aumenta la posibilidad de deformación durante la soldadura.
2En cuanto a las propiedades mecánicas, hay que tener en cuenta dos factores, la resistencia al rendimiento y el módulo elástico.
La resistencia al rendimiento se refiere a la cantidad de presión que un material puede soportar en respuesta a fuerzas externas.Los materiales con mayores resistencias de rendimiento tienen mayores tensiones residuales y, por lo tanto, se deforman más fácilmente.
El módulo de elasticidad se refiere a la capacidad de un material para expandirse y contraerse. Un módulo elástico más alto significa que el material tiene una mayor capacidad para resistir la deformación.
Teniendo en cuenta estas propiedades, se puede suponer que si un material tiene un mayor coeficiente de expansión térmica, menor conductividad térmica, mayor resistencia al rendimiento y menor módulo elástico
Materiales que se deforman fácilmente después desoldadura
Comparando el acero inoxidable con el acero al carbono,se puede suponer que el primero es más susceptible a la deformación porque tiene una mayor resistencia de rendimiento y coeficiente de expansión térmica, así como una menor conductividad térmica.
Entre el aluminio y el cobre, el primero es propenso a la deformación porque tiene un mayor coeficiente de expansión térmica de resistencia al rendimiento y una menor conductividad térmica.
Tipos y causas desoldadura por láserdeformación
Se han llevado a cabo varios estudios para identificar las causas reales de la deformación después de lasoldadura por láserSegún un estudio, 3 factores afectan significativamente el rendimiento de la soldadura con láser: material, proceso y geometría.
Por ejemplo,soldadura por láserLa velocidad de soldadura, la corriente, el ángulo, etc. se concentrarán en las piezas que se soldarán.Cuando se aleje de la zona de soldadura, el calor disminuye gradualmente y los efectos térmicos como la expansión del metal también se reducen.
Por lo tanto, se puede suponer con seguridad que la expansión variará dependiendo de la intensidad de calor recibida por el metal.la parte soldada se expande más porque recibe la mayor cantidad de calor de la fuente láser.
Cuando elsoldaduraCuando el proceso termina, el metal comienza a enfriarse y a encogerse, el metal continúa encogiéndose en la misma cantidad a medida que se expande, esto se llama estrés residual.
Si la tensión es mayor que la resistencia al rendimiento del material base, pueden producirse dos tipos de tensión.
La tensión de compresión se produce en el área alrededor del borde del metal madre.
Estrés de tracción Esto ocurre cuando la contracción de un metal calentado es resistida por el resto de la superficie del metal (la superficie no calentada).
Para comprender mejor esto, es mejor considerar las diferentes formas en que puede ocurrir la deformación cuandosoldadurase ha completado.
1Deformación longitudinal
Como su nombre indica, esta deformación se produce a lo largo de la longitud del material que se está soldando.Esto hace que los bordes exteriores parezcan más largos y la sección media parezca arqueada.
Especialmente si la pieza de trabajo no está fijada correctamente, la deformación será máxima.
2Deformación lateral
Este tipo de distorsión se produce cuando los bordes del metal se tiran uno hacia el otro.Soldadura por láser.
3. Deformación del ángulo
La distorsión del ángulo se produce cuando el ángulo de la placa de metal cambia debido a la contracción después de lasoldaduraLos bordes de la chapa de metal se tiran uno hacia el otro en un lado, haciendo que el material parezca curvado.
Si la soldadura une metal en un ángulo vertical, el metal vertical no aparecerá recto, sino más bien curvo.
4Deformación compleja.
Este tipo es una combinación de los giros mencionados anteriormente. Parece que se dobla, dobla o deforma.Se trata de diferentes tipos de curvas y deformaciones que pueden comprometer la integridad de lamaterial soldadoNo importa cuán fuerte sea el metal, si la soldadura con láser hace que se deforme, la soldadura fallará.
10 maneras de minimizar la distorsión de la soldadura
Si bien la distorsión es inevitable, eso no significa que no hay nada que puedas hacer para minimizarla.También hay varias maneras de evitar que el acero inoxidable y otros metales se deformen.Esto no tiene nada que ver con la resistencia del acero elegido.soldadurala tarea.
Aquí hay 10 diferentessoldaduraideas que puedes usar.
1Evite la soldadura excesiva.
SaldadoPor esta razón, debe planificar su tratamiento de la piel y el cuerpo.soldadura por láserEl ajuste de las dimensiones de la superficie minimiza el impacto de la presión.soldadurala distorsión y las tensiones residuales, evitando así el desperdicio de metal y tiempo.
2Utilice un dispositivo intermitente.soldadura
En lugar de una soldadura continua, se soldará una pulgada y luego se dejará espacio para el metal sin soldar antes de hacer otra soldadura.Esto puede reducir eficazmente la deformación después desoldadurase ha completado.
3. Reducir el número de transferencias
Otra forma de evitar la distorsión es limitar el número de pases en elsoldaduraAsegúrese de que una vez es suficiente para evitar la deformación.una soldadura única más grande produce menos deformación angular que una soldadura formada por múltiples pases pequeños
4Considere el lugar de soldadura.
La ubicación delsoldaduraIdealmente, debe colocar la soldadura cerca del centro o eje neutro del material.Esto minimizará la distorsión cuando la soldadura láser comienza a encogerse porque habrá menos influencia a medida que las fuerzas de contracción tratan de moverse fuera de la alineación.
5Prueba el paso de atrás.soldaduraTécnica
Paso traserosoldaduraes una técnica donde la dirección de soldadura es de izquierda a derecha, pero los segmentos de las cuentas de soldadura se depositan de derecha a izquierda.Hacer esto expandirá los bordes donde se colocan los segmentos de cuentas para separar temporalmente la chapa de metal.
Cuando se completa el movimiento de izquierda a derecha, la continuación de las cuentas hará que la expansión disminuya a medida que se completa el proceso.
6. Preseleccionadopiezas de soldadura
Determine el ajuste preestablecido para la soldadura anterior para que pueda estimar la contracción que experimentará.Esto le permitirá hacer ajustes para minimizar la contracción y la distorsión.
7Crear una secuencia de soldadura
No sólo uses una línea recta para soldar piezas, crea una secuencia de soldadura planificada que pueda contrarrestar la contracción de otra parte del material que se está ensamblando.Basado en su conocimiento de cómo el metal se encoge, se puede crear una secuencia que equilibra las reacciones para evitar la deformación.
8- Clamp la pieza para fijarla en su lugar
Otra opción es utilizar un jig cuando usted estásoldaduraEsto los asegurará y evitará que la expansión o la contracción los distorsionen. Mantenga las partes en su lugar hasta que el proceso esté completo. La falta de movimiento reduce la distorsión.
9Considere el alivio del estrés térmico.
Esta es una tecnología que controla el calentamiento y enfriamiento de las piezas unidas porsoldaduraEs cuando se aumenta la temperatura y se controla el estrés de gestión de enfriamiento usando mientras se soldan los productos.
10. acortadotiempo de soldadura
También puede acortar el tiempo de soldadura para reducir el riesgo de distorsión. Esto sería un reto si lo hiciera manualmente. Las piezas que soldará primero se enfriarán antes de que estén terminadas.,Si usted tiene equipos de soldadura mecanizados, puede reducir el tiempo de procesamiento y mantener la distorsión al mínimo.