1. Tecnologia de soldagem a laser：

A soldagem a laser é um dos aspectos importantes da aplicação da tecnologia de processamento a laser. A soldagem a laser é um processo que utiliza a energia radiante do laser para obter uma soldagem eficaz. O princípio de funcionamento da soldagem a laser é: excitar o meio ativo do laser (como uma mistura de CO2 e outros gases, cristais de granada de ítrio e alumínio YAG, etc.) de uma maneira específica, de modo que ele oscile para frente e para trás no ressonador, formando assim um feixe de radiação excitado. Quando o feixe entra em contato com a peça de trabalho, sua energia é absorvida pela peça de trabalho, e a soldagem pode ser realizada quando a temperatura atinge o ponto de fusão do material.

2. Parâmetros importantes detecnologia de soldagem a laser：

2.1 Densidade de potência:

A densidade de potência é um dos parâmetros mais críticos no processamento a laser. Utilizando uma densidade de potência mais alta, a camada superficial pode ser aquecida até o ponto de ebulição em um intervalo de microssegundos, resultando em uma grande quantidade de vaporização. Portanto, uma alta densidade de potência é muito benéfica para processos de remoção de material, como puncionamento, corte e gravação. Para densidades de potência mais baixas, a temperatura da superfície leva alguns milissegundos para atingir o ponto de ebulição. Antes da vaporização da superfície, a camada inferior atinge o ponto de fusão, o que pode facilmente formar uma boa soldagem por fusão.

2.2 Forma de onda do pulso do laser:

Quando um feixe de laser de alta intensidade atinge a superfície do material, 60 a 98% da energia do laser na superfície metálica é refletida e perdida, especialmente ouro, prata, cobre, alumínio, titânio e outros materiais com forte reflexão e rápida transferência de calor. Durante um sinal de pulso de laser, a refletância do metal muda ao longo do tempo. Quando a temperatura da superfície do material atinge o ponto de fusão, a refletância diminui rapidamente. Quando a superfície está em estado fundido, a reflexão é estável em um determinado valor. 

2.3 Largura do pulso do laser:

A largura de pulso é um parâmetro importante na soldagem a laser pulsado. A largura de pulso é determinada pela profundidade de fusão e pela zona afetada pelo calor. Quanto maior a largura de pulso, maior a zona afetada pelo calor, e a profundidade de fusão aumenta com a potência de 1/2 da largura de pulso. No entanto, aumentar a largura de pulso reduzirá a potência de pico. Portanto, aumentar a largura de pulso é geralmente usado para soldagem por condução de calor. O tamanho da solda formada é largo e raso, especialmente adequado para soldagem por sobreposição de chapas finas e grossas.

No entanto, uma potência de pico mais baixa levará a um excesso de entrada de calor, e cada material tem uma largura de pulso ideal que pode maximizar a profundidade de fusão.

2.4 Quantidade de desfoque:

A soldagem a laser geralmente requer um certo grau de desfoque, pois a densidade de potência no centro do ponto focal do laser é muito alta, o que pode facilmente evaporar e formar furos. Em cada plano que sai do foco do laser, a distribuição da densidade de potência é relativamente uniforme.

2.5 Existem duas maneiras de desfocar:

Desfocagem positiva e desfocagem negativa. O plano focal está localizado acima da peça de trabalho para desfocagem positiva e vice-versa para desfocagem negativa. De acordo com a teoria da óptica geométrica, quando a distância entre os planos de desfocagem positiva e negativa e o plano de soldagem é igual, a densidade de potência no plano correspondente é aproximadamente a mesma, mas, na verdade, o formato do banho obtido é ligeiramente diferente. Com o desfocagem negativa, uma maior profundidade de fusão pode ser obtida, o que está relacionado ao processo de formação do banho.

2.6 Velocidade de soldagem:

A velocidade de soldagem tem um impacto maior na profundidade de fusão. Aumentar a velocidade tornará a profundidade de fusão mais rasa, mas se for muito baixa, o material derreterá excessivamente e a peça de trabalho será soldada. Portanto, existe uma faixa de velocidade de soldagem adequada para materiais específicos com uma determinada potência do laser e uma determinada espessura, e a profundidade máxima de fusão pode ser obtida com o valor de velocidade correspondente.

2.7 Gás de proteção:

Gases inertes são frequentemente utilizados no processo de soldagem a laser para proteger o banho, enquanto hélio, argônio, nitrogênio e outros gases são frequentemente utilizados para proteção na maioria das aplicações. A segunda função do gás de proteção é proteger a lente de foco da poluição por vapor metálico e da pulverização catódica de gotículas de líquido. Durante a soldagem a laser de alta potência, a ejeção é muito potente, sendo ainda mais necessária a proteção da lente neste momento. O terceiro efeito do gás de proteção é que ele pode dispersar efetivamente a blindagem de plasma gerada pela soldagem a laser de alta potência. O vapor metálico absorve o feixe de laser e o ioniza em plasma. Se houver muito plasma, o feixe de laser será consumido pelo plasma até certo ponto.

3. O efeito único da tecnologia de soldagem a laser:

Comparado com a tecnologia de soldagem tradicional, ele tem quatro efeitos exclusivos:

3.1 Efeito de purificação da solda:

Quando o feixe de laser é irradiado na solda, a taxa de absorção de impurezas, como óxidos do material, pelo laser é muito maior do que a do metal pelo laser. Portanto, impurezas como óxidos na solda são rapidamente aquecidas e vaporizadas para escapar, reduzindo significativamente o teor de impurezas na solda. Portanto, a soldagem a laser não só não polui a peça de trabalho, como também purifica o material.

3.2 Efeito de impacto de explosão de luz:

Quando a densidade de potência do laser é muito alta, o metal na solda evapora e vaporiza bruscamente sob a irradiação de um potente feixe de laser. Sob a ação do vapor metálico de alta pressão, o metal fundido no banho produz um respingo explosivo, e sua poderosa onda de choque se propaga na direção da profundidade do furo, formando um furo profundo alongado. Durante o movimento contínuo do processo de soldagem a laser, o metal fundido circundante preenche continuamente os furos e condensa-se em uma solda sólida de fusão profunda.

3.3 O efeito de pequeno furo na soldagem por fusão profunda:

Sob a irradiação de um feixe de laser com densidade de potência de até 107 W/cm², a taxa de entrada de energia na solda é muito maior do que a taxa de condução de calor, convecção e perda de radiação, fazendo com que o metal na área de irradiação do laser vaporize rapidamente e, sob a ação do vapor de alta pressão, pequenos orifícios se formam no banho. Esse tipo de orifício é como um buraco negro na astronomia, capaz de absorver toda a energia da luz. O feixe de laser passa por esse orifício e atinge diretamente o fundo do orifício. A profundidade do orifício determina a profundidade da fusão.

3.4 O efeito de foco das paredes laterais dos furos no banho no laser:

No processo de formação de furos no banho sob irradiação a laser, o ângulo de incidência do feixe de laser incidente na parede lateral do furo é geralmente grande, de modo que o feixe de laser incidente é refletido na parede lateral do furo e transmitido para o fundo do furo, resultando no fenômeno de superposição da energia do feixe no furo, o que pode efetivamente aumentar a intensidade do feixe no furo. Esse fenômeno é chamado de efeito de foco da parede lateral do furo. A razão pela qual os lasers podem ser usados ​​para soldagem baseia-se nos resultados dos efeitos acima.

4. Vantagens detecnologia de soldagem a laser：

O efeito exclusivo da soldagem a laser faz com que a soldagem a laser tenha as seguintes vantagens:

4.1 O tempo de irradiação do laser é curto e o processo de soldagem é extremamente rápido, o que não só contribui para o aumento da produtividade, como também o material soldado não oxida facilmente, a zona afetada pelo calor é pequena e é adequado para a soldagem de componentes de transistores com alta sensibilidade ao calor. A soldagem a laser não requer escória de soldagem nem a remoção da película de óxido da peça de trabalho. Pode até ser soldada através de vidro, sendo especialmente adequada para soldagem em instrumentos de precisão em miniatura.

4.2 Os lasers podem soldar não apenas o mesmo tipo de material metálico, mas também materiais metálicos diferentes, e até mesmo materiais metálicos e não metálicos. Por exemplo, para circuitos integrados com cerâmica como substrato, devido ao alto ponto de fusão da cerâmica e à aplicação inadequada de pressão, é difícil usar outros métodos de soldagem, mas a soldagem a laser é mais conveniente. Obviamente, a soldagem a laser não pode soldar todos os materiais diferentes.

Cenários e indústrias aplicáveis ​​à soldagem a laser: 1. A soldagem por condução de calor é usada principalmente para usinagem de precisão, como chapas metálicas, usinagem de bordas, tecnologia médica, etc.; 2. A soldagem por fusão profunda e a brasagem são usadas principalmente na indústria automotiva, sendo a soldagem por fusão profunda usada para carrocerias de automóveis, transmissões, carcaças, etc.; A brasagem é usada principalmente para soldagem de carrocerias de automóveis; 3. A soldagem por condução a laser pode lidar com não metais e tem uma ampla gama de aplicações. Pode ser usada em bens de consumo, indústria automotiva, carcaças eletrônicas, tecnologia médica, etc.; 4. A soldagem composta é adequada principalmente para estruturas de aço especiais, como conveses de navios.