¿Cómo funciona un soldador láser?

Un láser es un rayo de energía luminosa concentrada que se genera en una longitud de onda específica. En la naturaleza, la luz existe en un espectro de longitudes de onda, que van desde muy cortas (rayos X y rayos gamma) hasta muy largas (ondas de radio). Los seres humanos solo pueden ver las longitudes de onda visibles o de 'luz blanca' de alrededor de 430-690 nanómetros (nm). Un rayo láser es una concentración amplificada de energía luminosa a una longitud de onda específica. Es una luz coherente, que permite enfocar en un lugar estrecho y un haz estrecho a largas distancias. La palabra láser es un acrónimo que significa amplificación de luz por emisión estimulada de radiación.

Principio de trabajo del soldador láser

Se produce un rayo láser dentro del cristal de rubí. El cristal de rubí está hecho de óxido de aluminio con cromo disperso por todo él. Que está formando alrededor de 1/2000 de cristal, este rubí menos que natural. Los espejos recubiertos de plata están instalados internamente en ambos lados del cristal. Un lado del espejo tiene un pequeño agujero, un rayo sale a través de este agujero.

Se coloca un tubo de flash alrededor del cristal de rubí, que está lleno de gas inerte de xenón. El flash está especialmente diseñado, por ejemplo, con una frecuencia de flash de aproximadamente miles de flashes por segundo.

La energía eléctrica se convierte en energía luminosa, esta se trabaja mediante un tubo de destello.

El condensador se proporciona para almacenar la energía eléctrica y suministrar el alto voltaje al tubo de flash para que se realice de manera adecuada.

La energía eléctrica descargada por el capacitor y el xenón transforma la alta energía en una velocidad de luz de flash blanca de 1/1000 por segundo.

Los átomos de cromo de los cristales de rubí se excitan y se bombean a alta energía. Debido a la generación de calor, parte de esta energía se pierde. Pero algo de energía de la luz reflejada de espejo a espejo y nuevamente los átomos de cromo se excitan hasta que pierden su energía adicional simultáneamente para formar un haz estrecho de luz coherente. Esto sale a través del pequeño orificio de un extremo del espejo de cristal.

Este rayo estrecho es enfocado por una lente de enfoque óptico para producir un rayo láser pequeño e intenso en la pieza de trabajo.

Los rayos láser cambian al interactuar con el material

La absorción de energía láser de un material varía según una serie de factores, como la longitud de onda, el grosor del material, la estructura cristalina, los aditivos del material, la estructura molecular y más. El proceso aprovecha las ventajas de estas propiedades del material y del láser para crear una unión entre dos materiales plásticos:uno que transmite la energía del láser y otro que la absorbe.

Cuando un rayo láser encuentra cualquier material como el plástico, será transmitido, reflejado o absorbido según la longitud de onda y la composición del material que encuentre. La mayoría de los materiales exhiben algún grado de los tres efectos, pero en proporciones variables. Un material puede ser ópticamente claro para la luz en el espectro visible y muy absorbente para el láser infrarrojo, o puede ser opaco para nuestros ojos pero transparente para el láser infrarrojo.

Mecánica de soldadores láser

La soldadura por láser es un proceso que produce la coalescencia de materiales con el calor obtenido de la aplicación de un haz de luz coherente concentrado que incide sobre las superficies a unir.

Se logra a través de las siguientes fases:

1. Interacción del rayo láser con el material de la pieza de trabajo.

2. Conducción de calor y aumento de temperatura.

3. Fusión de vaporización y unión:Cuando se usa el rayo láser para soldar, la radiación electromagnética incide en la superficie del metal base con tal concentración de energía que la temperatura de la superficie es vapor derretido y se forman derretimientos del metal debajo.