• La soldadura por láser consume mucho menos energía eléctrica que los procesos de soldadura por resistencia a tope y centelleo. Por ejemplo, la máquina de soldadura de junta a tope que se usa en la fábrica de aros para rueda de Hayes Lemmerz Jantaş es de 960 kW, pero un láser de fibra de 50 kW (su eficiencia conexión a pared es más del 25%) consume solamente 200 kW. • Los láseres producen zonas de soldadura más estrechas en comparación con otros procesos de soldadura. • Generalmente, no hay necesidad de material de aporte en la soldadura láser. • Es posible aplicar una junta a traslape con soldadura láser durante la operación de soldadura del aro al disco. • Ocurren menores distorsiones térmicas usando la soldadura láser al compararla con la soldadura por arco metálico protegido con gas y arco sumergido. • Al usar soldadura láser y placa en blanco a la medida, es posible fabricar los aros con diferentes grosores de pared y diferentes propiedades mecánicas locales en diferentes regiones según las distribuciones de carga en las condiciones de servicio. El peso de las partes puede reducirse de esta manera. 22 JULIO 2013 Las desventajas del láser incluyen las siguientes: • Los bordes a unir con la soldadura láser deberían tener una zona tersa cizallada. Antes y durante el proceso de soldadura debe haber casi cero abertura de raíz entre los bordes adyacentes, de otra manera no se puede obtener buena calidad en las juntas. • Un aparato de sujeción o una construcción especial es requerida en la soldadura láser, como lo es en la soldadura a tope por resistencia y centelleo. • Las condiciones ambientales (polvo y humedad, por ejemplo) deben ser adecuadas para el láser. Ensayos y resultados Para determinar si la soldadura láser es un método práctico para usar, se soldaron materiales de los aros de acero para rueda usando soldadura láser y soldadura a tope por recalcado. Las probetas para los ensayos fueron retirados de materiales soldados. Estas probetas fueron sujetas a ensayos de doblado y tensión, y sus valores de dureza Vickers se midieron. El material usado en los experimentos fue acero de 6 mm de grosor (RSt 44-2) S275J2G3 (DIN EN1002), el mismo material usado en la fabricación de aros de acero para rueda. Las propiedades mecánicas y químicas del material se muestran en las Tablas 1 y 2 respectivamente. Las dimensiones de los materiales soldados se muestran en la Fig. 5. El material soldado con soldadura por resistencia a tope fue sujeto a proceso de pulido de bordes y escarfeado después de la operación de soldadura en cuestión. El material soldado se cortó de la región aplanada y las muestras para los ensayos se retiraron de la parte. El material soldado con el láser fue tomado de la línea después de las operaciones de doblado y aplanado y después interrumpido de la región alisada. Antes de soldar, los bordes del material se maquinaron para evitar cualquier defecto durante la soldadura debido al corte con navajas y el proceso de ranurados. En el proceso mecánico de corte, no de pudieron obtener bordes totalmente planos y algunas veces se dio la curvatura en los bordes debido a la fuerza de las hojas de corte o las herramientas. El material preparado se soldó con una máquina Trumpf HD 4006 Nd:YAG Fig. 5 — Dimensiones de las muestras y probetas soldadas después de la soldadura de juntas a tope con láser. Fig. 6 — Máquina láser Nd:YAG 4000-W y mecanismo robótico de soldadura. ⇒ ⇒ Fig. 7 — Aperturas de sujeción para la unión a tope de los materiales con láser. Tabla 1 — Propiedades Mecánicas del Acero (RSt 44-2) S275J2G3 Resistencia a la Fluencia Re (N/mm2) Resistencia a la Tracción Rm (N/mm2) Elongación-% A min. min. maks min. 275 410 510 28 Tabla 2 — Propiedades químicas del acero (RSt 44-2) S275J2G3 % C % Si % Mn % S ppm N % Al % Cu+Cr+Ni maks. 0.18 0–1.150 maks. 0.020 maks. 0.008 maks. 90 0.02 maks. 0.30
Welding Journal en Español | Julio 2013
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