Soldadura de cobre con
Láser de diodo de alta potencia azul

La longitud de onda de 445 nm y la potencia del láser de 4000 W (CW) abren nuevas posibilidades para la soldadura láser de cobre de alta calidad y el procesamiento eficaz del oro y otros metales no ferrosos en la producción industrial en serie.

Cobre, oro y otros metales no ferrosos

Con las fuentes de rayos láser industriales disponibles anteriormente, se requería un mayor esfuerzo para procesar metales altamente reflectantes como el cobre de forma satisfactoria en la producción en serie. La luz láser azul abre nuevas oportunidades porque sobre todo el cobre y el oro absorben el espectro de luz azul de siete a veinte veces mejor en comparación con la radiación láser en el rango infrarrojo (ver diagrama).

Ahora se ha desarrollado un primer láser de diodo de alta potencia que mejora considerablemente el procesamiento de materiales con láser de metales no ferrosos. Especialmente las láminas y hojas delgadas pueden procesarse de forma mucho más efectiva con el láser azul. Pero el láser de diodo azul ofrece aún más ventajas.

Además de la alta absorción de la luz azul, que simplifica enormemente la fundición del cobre, el uso del típico perfil de intensidad del láser de diodo también contribuye a un resultado de procesamiento óptimo. Además, la probada tecnología láser de diodos de Laserline permite una regulación finamente graduada de la potencia del láser en milisegundos y, por lo tanto, una adaptación óptima a los requisitos del proceso. Los cordones de soldadura creados durante la soldadura de cobre son extremadamente limpios y muy lisos, independientemente de la calidad de la superficie del material antes del proceso de soldadura. Tienen una excelente conductividad eléctrica y sólo unas pocas salpicaduras en las áreas de material adyacentes. La eficiencia del material también es especialmente alta, ya que el láser azul no requiere, por un lado, solapamientos ni refuerzos del material en la zona de la costura. Por otro lado, el cobre líquido tiene una alta capacidad de puenteo de huecos cuando se procesa con radiación láser azul. La posibilidad de soldar por conducción de calor controlada permite por primera vez utilizar el cobre como componente de unión superior al soldar diferentes metales. Incluso el polvo de cobre y las finas láminas de cobre se pueden unir con otros materiales como el acero y el aluminio. En el caso de las láminas de soldadura, ya se han obtenido resultados considerables en la soldadura a tope y de bordes.

El consumo total de energía necesario para soldar cobre se ha reducido matemáticamente en un 84 por ciento en comparación con los láseres infrarrojos, y hasta en un 92 por ciento para el oro. Esto se debe a que 1 kW es ahora suficiente para soldar cobre y 0,5 kW para soldar oro en lugar de 10 kW.

Para el usuario, la plataforma Laserlineblue proporciona una tecnología de sistema familiar e industrialmente probada que puede utilizarse junto con la óptica de procesamiento optimizada para la longitud de onda. De lo contrario, sólo son necesarias unas pocas modificaciones para integrar el láser en la producción. Sólo las ventanas de protección visual de las células de procesamiento y las gafas de protección tienen que ser reemplazadas debido al cambio en el rango de longitud de onda para cumplir con los requisitos de seguridad láser para los empleados de la empresa.

Soldadura láser del cobre

La soldadura por láser del cobre se ve revolucionada por el desarrollo de un nuevo láser de diodo azul. El rayo láser azul permite un procesamiento de alta calidad del cobre y otros metales no ferrosos en los procesos industriales.

Soldadura de cobre - El proceso

Con el láser azul, es posible por primera vez la soldadura por conducción de calor controlada de cobre y otros metales no ferrosos con bajo espesor de material. Los espesores de material inferiores a un milímetro ya no son un problema. Mientras que antes las láminas finas se cortaban en lugar de unirse con un láser infrarrojo, ahora se puede utilizar el láser azul para procesar el material de forma dirigida y controlada. Con la ayuda del rayo láser azul, el material deseado se funde a lo largo de las juntas. Los materiales licuados fluyen entre sí y forman el cordón de soldadura cuando se enfrían. Este proceso da como resultado unas costuras especialmente suaves, de una calidad extraordinaria y, por tanto, muy estables. Básicamente, el proceso es el mismo que con un láser infrarrojo, aparte de la longitud de onda utilizada.

Soldadura láser de pines de cobre con láser de diodo azul

Soldadura láser de dos contactos de cobre (aprox. 0,5x1,5mm²) con una longitud de onda de 450nm y un tiempo de impulso de 100ms para aplicaciones eléctricas.  

La soldadura por conducción de calor con el láser de diodo azul crea un baño de fusión muy estable y homogéneo, sin evaporación. La tensión superficial dominante del cobre líquido salva los huecos entre los pasadores, lo que da lugar a una unión homogénea.

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Excelentes resultados

Las primeras pruebas demuestran que la estructura de la superficie no influye en el proceso de soldadura, especialmente cuando se trata de cobre. No importa si el cobre ha sido finamente cepillado, oxidado o grabado previamente: las propiedades positivas de la costura se mantienen.

Soldadura de cobre en modo de conducción del calor con una longitud de onda de 450 nm

Baño de fusión altamente estable para un proceso de soldadura completamente libre de salpicaduras
Chapa de cobre: 0,5mm
Diámetro del foco: Ø0.6mm

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Revestimiento de cobre

Las primeras pruebas muestran que con el láser azul también es posible el revestimiento con polvo de cobre.

El láser azul también pudo convencer en las primeras pruebas de soldadura de acumulación con polvo de cobre. En este proceso -también llamado revestimiento láser- se crea un baño de fusión en la superficie de la pieza mediante el rayo láser azul. Con la ayuda de una boquilla de polvo, el cobre se añade al mismo tiempo para que pueda fundirse en el mismo haz. Tras un breve tiempo de enfriamiento, la pieza y el polvo de cobre se unen metalúrgicamente. Además, el proceso de soldadura provoca muy poca distorsión y el revestimiento es extremadamente resistente. También en este caso el proceso es similar al del láser en el espectro de ondas infrarrojas. Además, el revestimiento es conductor de la electricidad gracias a las propiedades físicas del cobre.

Revestimiento y fabricación aditiva con polvo de cobre

Ya se han conseguido resultados especialmente buenos con el láser azul en el revestimiento con polvo de cobre de piezas de trabajo de materiales de acero. Debido a la alta absorción de la radiación láser azul, también es posible por primera vez la soldadura por acumulación directa de polvo de cobre sobre un sustrato de cobre.


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