Soldadura láser

El argón es parte de una gama de gases elementales puros y mezclas de gases para la soldadura láser. El argón es apto para láseres con potencias de hasta 3 kW. No obstante, las propiedades de supresión del plasma del argón pueden mejorarse mezclándolo con helio, oxígeno o dióxido de carbono. Los gases más usados son el argón y el helio.

El dióxido de carbono y el nitrógeno son gases reactivos que pueden formar óxidos, carburos y nitruros con el metal de soldadura. Por tanto, las propiedades mecánicas de las soldaduras pueden verse afectadas y, en algunas aplicaciones, se desaconseja el uso del dióxido de carbono y del nitrógeno como gases de soldadura. No obstante, en algunos casos, los gases de soldadura reactivos se pueden aceptar, e incluso pueden resultar beneficiosos. En algunos aceros inoxidables, por ejemplo, el nitrógeno ofrece una mayor resistencia a la corrosión y una mejor microestructura de las soldaduras.

Los gases de protección de Carburos Metálicos se utilizan comúnmente en diversos procesos de soldadura, principalmente en la soldadura MIG/MAG y en la soldadura TIG. La selección del gas de soldadura adecuado es esencial para el proceso de soldadura. El gas de soldadura no solo protege el metal de soldadura del aire circundante, también puede contribuir a conseguir una mayor productividad y unas mejores propiedades mecánicas para la soldadura. No obstante, el gas de soldadura desempeña otras funciones. Protege la óptica de enfoque de posibles humos y salpicaduras y, en caso de láseres de CO₂, controla la formación de plasma. El gas de soldadura que se utilice depende del tipo de láser, de la potencia del mismo, de la disposicion de la boquilla, del material que se va a soldar, del grosor de la pieza de trabajo, de los requisitos mecánicos de la soldadura y de los costes. La mayor variedad se ofrece para los gases de soldadura para soldadura láser de CO₂ porque los láseres de CO₂ continúan siendo el tipo de láser predominante en la industria manufacturera, al menos en las aplicaciones de mayor potencia. Asimismo, la selección del gas de soldadura es de vital importancia para soldaduras láser de CO₂, mientras que resulta algo menos relevante para soldaduras láser de Nd:YAG.

Los gases de resonador para láseres de CO₂ suelen estar formados por una mezcla de helio, nitrógeno y dióxido de carbono. Existe una serie de motivos por los que añadir helio a la mezcla de gases láser:
1. El helio ayuda a eliminar las moléculas de CO₂ del nivel láser inferior mediante la aceleración de las transiciones de relajación.
2. El helio tiene una alta conductividad térmica. Esto contribuye a alejar el calor de la descarga eléctrica.
Se añade helio para que el láser alcance una mayor potencia.

Los gases de resonador para láseres de CO₂ suelen estar formados por una mezcla de helio, nitrógeno y dióxido de carbono. El dióxido de carbono (CO₂) es el gas que se comporta de forma activa en la generación de la propia luz láser, es decir, en la radiación infrarroja. La radiación se crea por las transiciones entre diferentes niveles de energía vibracional en la molécula de dióxido de carbono. Teniendo esto en cuenta, sería posible hacer funcionar un láser de CO₂ solo con dióxido de carbono como gas láser. No obstante, para poder alcanzar potencias muy altas en el láser, necesarias para el corte y la soldadura láser, se debe añadir nitrógeno y helio al gas láser.

Carburos Metálicos dispone de mezclas personalizadas para todas las marcas de resonadores de láser. La composición de la mezcla de gases variará en función del tipo, la potencia y el fabricante del láser. Los gases de resonadores de láser suelen suministrarse en botellas de gas separadas pero también se ofrecen premezcladas.

Los gases de resonador para láseres de CO₂ suelen estar formados por una mezcla de helio, nitrógeno y dióxido de carbono. Usando una descarga eléctrica, es muy fácil excitar una molécula de nitrógeno a su primer nivel de energía vibracional, el cual tiene casi la misma energía que el nivel superior del láser de CO₂. La energía vibracional pasa de forma sencilla de N₂ a CO₂ mediante la colisión de las dos moléculas. Esto hace que sea mucho más sencillo excitar el nivel superior del láser de CO₂ usando nitrógeno como intermediario que si solo se utilizara CO₂. Se añade nitrógeno para que el láser alcance una mayor potencia.

Las impurezas en la mezcla de gases láser puede disminuir el rendimiento del láser de CO₂ mediante la reducción de la potencia de salida, lo que puede desestabilizar la descarga eléctrica o aumentar el consumo de gases láser. La calidad de los gases láser no solo depende de la pureza en sí, sino del tipo de impureza que contengan y de los niveles de esta. Por tanto, es recomendable el uso de botellas BIP® para la prolongación de la vida útil de la caja de resonancia y de los espejos.

Las impurezas en la mezcla de gases láser puede disminuir el rendimiento del láser de CO₂ mediante la reducción de la potencia de salida, lo que puede desestabilizar la descarga eléctrica o aumentar el consumo de gases láser. La calidad de los gases láser no solo depende de la pureza en sí, sino del tipo de impureza que contengan y de los niveles de esta. Por tanto, es recomendable el uso de botellas BIP® para la prolongación de la vida útil de la caja de resonancia y de los espejos.

La formación puede incluir seguridad de las atmósferas de gases, propiedades de los gases, aplicaciones de tratamiento de metales, la norma NFPA 86, requisitos de los paneles de control de las tuberías y los caudales, y solución de problemas relativos a las atmósferas. Esta información puede serle de ayuda para asegurar las condiciones de seguridad de las operaciones en hornos y prevenir accidentes.

Nuestros ingenieros de aplicaciones pueden trabajar conjuntamente con el personal de su planta para analizar y conocer en profundidad el proceso al completo. Basándonos en estos análisis y sus necesidades, podemos recomendarle soluciones de mejora de los procesos que se reflejen en la calidad y uniformidad del producto y, además, optimicen el uso del gas. Los servicios de Carburos Metálicos incluyen: comprobación de fugas, perfilado en los hornos, calibración analítica, solución de problemas en los procesos de análisis de gases y revisión de los procesos en general.