A soldagem a laser está substituindo cada vez mais outros tipos de tecnologias de soldagem. Isso não é surpreendente - a qualidade das costuras de solda melhora significativamente devido ao foco preciso do feixe de laser, eliminando a necessidade de processamento adicional. A alta densidade e a resistência do material na junta aumentam a vida útil da estrutura, melhoram a confiabilidade e permitem a resistência a cargas mecânicas.

Devido a essas propriedades, a soldagem a laser quase se tornou uma tecnologia universal. Ela é amplamente utilizada na produção de peças e instrumentos de alta precisão, construção, indústria de joias, aeroespacial, construção naval e outros setores industriais. Essencialmente, ela é adequada sempre que se exige alta qualidade de solda. Hoje, discutiremos os fatores que afetam a qualidade da costura de solda, os tipos de juntas de solda e como selecionar o equipamento a laser.

Tipos de juntas de soldagem

As juntas de soldagem são classificadas com base em dois critérios: profundidade de penetração e área da superfície de contato das peças conectadas. Em termos de profundidade de penetração, há três níveis:

1. Micro soldagem - Não mais do que 0,1 mm. São usadas para conectar elementos de filme fino, fios finos e outros componentes pequenos que exigem alta precisão e qualidade de solda.
2. Mini solda - De 0,1 a 1 mm. Adequado para conectar chapas metálicas finas, como alumínio, fios de solda a uma base maior e outras operações técnicas semelhantes.
3. Soldagem macro - Mais de 1 mm. Eram comumente usadas para conectar chapas metálicas, perfis e peças de formato complexo de até 12-13 mm de espessura, dependendo do grau da liga e da potência do equipamento.

Em relação à área da superfície de contato, há dois tipos de juntas: juntas com costura e soldas por pontos. Vamos discutir primeiro as juntas de costura, pois são as mais comuns.

Juntas de costura

Esse método é usado para soldar peças que precisam suportar cargas significativas ou que exigem juntas hermeticamente fechadas. Os exemplos incluem tubulações de água, óleo e gás, contêineres de metal para líquidos e produtos a granel, estruturas de construção e instalações de proteção. O equipamento a laser também pode vedar alojamentos de componentes críticos, como ressonadores de quartzo em instrumentos de alta precisão. Graças ao foco preciso do feixe de laser, a taxa de defeitos pode ser reduzida em quase 35%.

As principais vantagens da soldagem a laser de costura incluem:

- Alta resistência de solda
- Capacidade de vedação
- Resistência a cargas de impacto e vibração

As juntas com costura não apresentam nenhuma desvantagem particularmente perceptível. O único problema é que esse tipo de soldagem pode não ser viável ou prático em todos os casos. Nesses casos, usa-se a soldagem por pontos.

Soldagem a ponto

Esse método é usado para soldar componentes pequenos que não estão sujeitos a cargas elevadas e não podem ser fixados com outros tipos de conectores devido ao seu tamanho reduzido. Esses produtos incluem fios finos, elementos de filme fino, extremidades de termopares e joias de design complexo. A soldagem a laser por pontos também é adequada para a soldagem de metais diferentes: níquel-cromo, platina-paládio, cobre-alumínio, etc.

Devido a essas características, essa tecnologia é amplamente utilizada na produção de placas de circuito impresso, semicondutores e instrumentos de alta precisão. A soldagem a laser por pontos é ideal para a fabricação de circuitos integrados, especialmente para conectar fios a elementos de filme. Esses últimos são feitos de metais preciosos e de terras raras com espessuras que variam de 0,3 a 1 micrômetro, e os diâmetros dos fios não excedem 80 micrômetros.

Esses componentes minúsculos não podem ser conectados por meio de solda. Ou melhor, eles podem, mas isso resultaria na rejeição de até 80% dos produtos. Portanto, somente equipamentos a laser são usados na microssoldagem para economizar os materiais e o tempo necessários para processar produtos defeituosos.

No entanto, a micro e a minissoldagem não são as únicas aplicações da soldagem por pontos. Ela também é usada para fixar grandes estruturas metálicas antes da montagem final. Posteriormente, esses produtos podem ser soldados usando métodos de costura ou fixados por outros meios, como parafusos. Graças à fixação por soldagem, evita-se o deslocamento dos elementos estruturais e mantêm-se as dimensões exatas das fendas e dos slots.

As vantagens da soldagem por pontos incluem:

- Adequado para conectar microcomponentes
- Alta precisão e excelente qualidade de solda - pode ser usado para fabricar elementos estruturais críticos e instrumentos eletrônicos complexos
- Velocidade de soldagem rápida

As desvantagens incluem a falta de vedação da junta e a resistência um pouco menor em comparação com os métodos de costura. Portanto, esse método é usado somente quando essas condições não são necessárias.

O que influencia a qualidade da costura de solda?

A primeira coisa que vem à mente é o nível de habilidade do soldador. Isso é parcialmente verdadeiro - suas habilidades afetam significativamente muitos aspectos, mas não tudo. Há também vários parâmetros críticos, como a soldabilidade do metal, a seleção do equipamento e o modo de soldagem, a espessura da peça de trabalho e a velocidade de resfriamento da solda. Vamos começar com a primeira característica.

Soldabilidade

A soldabilidade de um metal depende da quantidade de carbono - aços com alto teor de carbono (com mais de 0,35% de carbono) exigem modos especiais de soldagem. Além disso, os aditivos e as impurezas da liga afetam esse parâmetro, podendo melhorá-lo ou piorá-lo. Por exemplo, o níquel e o titânio melhoram a soldabilidade, enquanto altas concentrações de cromo, silício e manganês a reduzem. Para melhorar a qualidade da solda de ligas pouco soldáveis, medidas especiais podem ser tomadas, como o pré-aquecimento da peça de trabalho, o uso de gases de proteção e o tratamento térmico subsequente.

Resfriamento de metal

Durante a soldagem, forma-se metal líquido na junta, que começa a se cristalizar à medida que esfria. Se o material esfriar muito rapidamente, podem ocorrer vários defeitos, como rachaduras ou deformação da peça de trabalho. Portanto, soldadores experientes geralmente buscam o resfriamento natural do metal.

Ao soldar ferro fundido, a peça de trabalho deve ser pré-aquecida a 600-650°C, tanto antes de começar quanto durante o início e o fim do trabalho. Isso garante uma solda forte que não se estilhaça com impactos acidentais e pode suportar alta pressão. O resfriamento lento também impede a deformação das paredes da peça e evita o fenômeno do ferro fundido branco.

No entanto, o risco de defeitos é parcialmente reduzido quando se usa uma máquina de solda a laser. Isso ocorre porque a área de aquecimento na soldagem a laser é muito pequena, e o calor dificilmente se estende além da poça de fusão. Portanto, os lasers podem ser usados para soldar metais e ligas sensíveis ao calor. Apesar disso, todas as recomendações relativas ao pré-aquecimento e ao resfriamento da peça de trabalho continuam válidas.

Ao compreender esses fatores, você pode garantir costuras de solda de alta qualidade e escolher o equipamento a laser adequado às suas necessidades.