Que máquina de solda a laser escolher?

A soldadura a laser é um processo sem contacto que consiste em unir peças, principalmente em metal, por meio de um feixe de laser.

Adequa-se a aplicações que requeiram altas velocidades de soldadura ou quando seja necessário realizar cordões de solda finos com mínima distorção das peças.

A alta velocidade, a possibilidade de controlar a qualidade da soldadura durante a sua execução e o elevado grau de automatização possível tornam a soldagem a laser um método bastante utilizado em diversos segmentos industriais, nomeadamente na área médica, na indústria de produtos eletrónicos, no fabrico de ferramentas e na indústria automóvel.

Máquinas de solda a laser: ver produtos

  • Porquê optar por uma máquina de solda a laser?

    As máquinas de solda a laser apresentam inúmeras vantagens:

    • Alta velocidade de soldadura
      • O laser aquece rapidamente o metal e reduz o risco de deformação.
      • Trata-se de uma tecnologia particularmente eficaz para soldar grandes quantidades de chapas metálicas, sendo, por isso, bastante utilizada na indústria automóvel.
    • Elevada precisão
      • Permitem realizar um cordão de solda preciso, muito fino, quase invisível, o que as torna especialmente adequadas para soldar peças pequenas.
      • Pela elevada qualidade estética do seu acabamento, a soldadura a laser é amplamente utilizada na indústria odontológica e em ourivesaria.
      • É possível dividir o feixe de laser em vários feixes para se efetuar uma soldadura ainda mais precisa.
    • Capacidade de soldar peças de uma grande variedade de formas e materiais
      • As máquinas de solda a laser são usadas principalmente para soldar metais, incluindo metais refratários.
      • Podem, igualmente, soldar peças não metálicas, como porcelana e vidro.
      • Permitem soldar peças de diferentes formas.
    • Ausência de desgaste
      • As máquinas de soldar a laser funcionam sem contacto, pelo que não existe risco de desgaste mecânico do equipamento.
      • Não sendo necessário substituir as ferramentas e os elétrodos, uma vez que não estão sujeitos a desgaste, estas máquinas geram menos resíduos industriais e são, portanto, mais ecológicas.
    • Possibilidade de controlo numérico
      • É possível controlar a qualidade da soldadura a partir de um computador, durante o processo de solda.
      • O elevado grau de automação que se pode aplicar a este processo permite igualmente detetar e resolver eventuais problemas de qualidade.

    Contudo, as máquinas de solda a laser também têm algumas desvantagens:

    • Os custos de instalação dos equipamentos a laser são ainda muito elevados.
    • Esta tecnologia exige elevada precisão na disposição das peças enquanto se efetua a soldadura, a fim de prevenir a deflexão do feixe de laser.
    • A soldadura a laser gera um cordão mais fino e menos profundo do que a soldadura com feixe de eletrões. Logo, este processo não é indicado para soldar metais de alta refletividade.

    Vantagens das máquinas de solda a laser:

    • Rapidez
    • Precisão
    • Versatilidade
    • Durabilidade
    • Automação
  • Laser pulsado ou contínuo?

    As máquinas de soldagem a laser podem ter um laser pulsado ou um laser contínuo. A escolha entre ambos depende da espessura da peça a soldar.

    • Laser pulsado:
      • É adequado para metais leves e peças de espessura reduzida.
      • Não deforma nem derrete as peças.
      • Utiliza-se, sobretudo, para soldar chapas metálicas, lâminas de barbear, elos de correntes de ouro e pacemakers (marcapassos) de titânio.
    • Laser contínuo:
      • É recomendado para soldar peças de maior espessura.
      • É particularmente eficaz em metais refratários.
      • Não convém utilizá-lo em peças finas, pois poderá danificá-las, deformá-las ou derretê-las.
      • Tem um preço mais elevado do que o laser pulsado, mas permite reduzir os custos operacionais.
  • Como escolher a fonte de laser?

    A escolha entre um laser de fibra, um laser de CO2 ou um laser Nd:YAG depende, desde logo, se a máquina possui um laser pulsado ou contínuo.

    • Laser de fibra:
      • Esta tecnologia baseia-se em feixes finos e com poder de corte, que permitem realizar um trabalho contínuo e em profundidade.
      • Tal como o laser de fibra, o laser de Co2 é capaz de atingir uma profundidade de penetração significativa e com grande rapidez, sendo assim adequado para processar chapas grossas.
      • É mais fácil de integrar numa máquina do que os outros tipos de lasers, tanto em termos de utilização como de manutenção.
      • Apresenta um rendimento médio de 25%.
    • Laser de CO2:
      • Esta tecnologia utiliza uma mistura gasosa de dióxido de carbono, hélio e azoto, com excitação por fonte elétrica, ideal para a operação em modo contínuo.
      • Tal como o laser de fibra, o laser de Co2 consegue penetrar rapidamente e em profundidade em chapas de maior espessura.
      • Penetra melhor em peças de aço espessas do que o laser de fibra, o que explica que seja mais utilizado do que este último.
      • É mais versátil, dado que consegue penetrar tanto em peças de maior como de menor espessura.
      • Com uma potência de 8 000 W, apresenta um rendimento médio de 7%.
    • Laser Nd:YAG:
      • Permite controlar eficazmente a potência, a duração e a forma dos impulsos de laser.
      • Opera idealmente no modo pulsado.
      • Emite impulsos com comprimentos de onda muito diferentes, que não atingem todos os respetivos alvos, dissipando-se então em forma de calor.
      • O seu rendimento (3 a 4%) é inferior ao dos lasers de CO2 (7 a 10%) e de fibra (25 a 30%).
  • Quais as configurações a ajustar?

    Antes de se utilizar uma máquina de soldar a laser, é necessário proceder a alguns ajustes, a fim de otimizar o seu funcionamento e obter um bom resultado.

    • Potência
      • É importante regular a potência da máquina em função do processo.
      • O ajuste da potência evita o desperdício de energia. Quanto mais elevada a potência, maior é o consumo de energia e, por conseguinte, menor a eficiência.
    • Diâmetro do feixe de laser
      • O diâmetro do feixe afeta a qualidade da soldadura.
      • Convém optar por um feixe de laser com um diâmetro entre 0,2 e 2 mm.
    • Frequência de pulsação
      • Frequências de pulsação demasiado altas resultam em potências demasiado baixas e, consequentemente, numa soldadura de menor qualidade ou até mesmo falhada.
    • Forma da onda dos impulsos de laser
      • É aconselhável adaptar a forma da onda ao metal a soldar.
      • Se for utilizada uma forma de onda inadequada, irá perder-se 60% a 98% da potência do laser, o que impossibilitará a soldadura.
  • Por que modo de funcionamento optar?

    Poderá escolher entre 3 modos de funcionamento, consoante os modelos de máquinas de soldar:

    • funcionamento manual;
    • funcionamento semiautomático;
    • funcionamento automático.

    A escolha do modo de funcionamento depende:

    • do tipo de produção (se em pequenas ou em grandes séries, por exemplo);
    • do espaço disponível na estação de trabalho.

    Máquina de solda a laser manual da Rofin Laser Micro

    Máquinas de soldadura a laser manuais

    • São mais compactas do que os modelos semiautomáticos e automáticos.
    • A abertura pode ser manual ou automática.
    • O operador é responsável por posicionar as peças a soldar.
    • Trata-se de equipamentos indicados para pequenas séries.

    Máquina de solda a laser semiautomática da GEM Laser

    Máquinas de soldadura a laser semiautomáticas

    • São maiores do que as manuais.
    • Estão equipadas com pratos rotativos para o posicionamento das peças.
    • São ideais para a produção de séries médias e grandes.

    Máquina de solda a laser automática da Foshan Beyond Laser Technology

    Máquinas de soldadura a laser automáticas

    • São as mais volumosas.
    • Trata-se de sistemas robóticos, que posicionam automaticamente a peça por baixo da fonte de laser.
    • A intervenção humana é reduzida, evitando aos operadores tarefas mais pesadas e/ou repetitivas.
    • São ideais para grandes séries.
    • Aumentam a produtividade.
    • A existência de uma estação de carga e descarga automática reduz o tempo de inatividade.
    • São bastante mais caras.
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