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A soldagem a laser de fibra continua a crescer como processo preferido, com melhorias na qualidade, confiabilidade e desempenho da solda. Muitas aplicações de soldagem a laser de fibra são autógenas, onde a solda é formada inteiramente pela fusão de partes do metal base e nenhum fio ou pó de enchimento adicional é usado.

As aplicações de soldagem por feixe de laser são quase sempre autógenas para uma ampla variedade de materiais. No entanto, certos materiais desafiadores e aplicações difíceis requerem o uso de material de enchimento no processo de soldagem. Ao fazer isso, são possíveis grandes melhorias no processo de soldagem.

As melhorias no aplicativo incluem:

A soldagem a laser com material de enchimento pode ser feita com pó ou arame (ver Figura 1). No entanto, a maioria das aplicações industriais de soldagem a laser utiliza arame. Este artigo enfoca a soldagem a laser de fibra com fio. Deve-se notar que uma das razões pelas quais o fio é preferido é o seu custo mais baixo. Normalmente, a matéria-prima em pó é mais cara que a matéria-prima em fio para a maioria dos materiais. Por exemplo, um custo típico de fio Inconel 625 de 0,9 mm de diâmetro é de US$ 26/lb em comparação com US$ 48/lb para pó do mesmo material. Por esse motivo, o pó é utilizado principalmente em aplicações de fabricação aditiva e não para soldagem.

Por ser um processo multiparâmetro, a soldagem a laser com fio de adição é afetada por diversas condições que determinam a qualidade, a velocidade do processo e o custo.

Velocidade do arame de soldagem/enchimento : A taxa de alimentação do arame para um determinado entreferro e espessura da placa é um parâmetro importante e depende da velocidade de soldagem, da área da seção transversal do vão entre a face da junta e da área da seção transversal do arame de enchimento. A relação é expressa da seguinte forma:

Taxa de alimentação do arame (m/min) = velocidade de soldagem (m/min)*área da seção transversal da folga (mm2)/área da seção transversal do arame (mm2)

O uso de arame de enchimento geralmente resulta em uma diminuição de 10 a 20 por cento na velocidade de soldagem, para uma determinada potência do laser, para compensar a energia do laser que deve ser usada para derreter o arame. Observe que a compensação de velocidade mais baixa é compensada pelos maiores benefícios da utilização do fio de enchimento. Mas é importante usar a taxa correta de fio de enchimento. Se a taxa do fio de enchimento for muito baixa, a quantidade de calor gerada pelo feixe de laser afetará o fio e o material a ser soldado, sendo capaz de derreter uma seção maior na extremidade do fio. Isto pode resultar na quebra de uma ponte de metal líquido formada durante o processo e na formação de uma gota na extremidade do fio e perturbação momentânea da estabilidade do processo.

Uma taxa de arame de enchimento muito alta pode fazer com que a energia fornecida à área de soldagem seja insuficiente para uma fusão estável e permanente do arame. O volume de metal líquido na extremidade do fio e na ponte de metal líquido aumenta, inundando assim o entreferro. Além disso, o fio não derretido entra na área posterior da poça, empurrando para fora o metal líquido, que ao solidificar, forma protuberâncias características da superfície da solda e porosidade na raiz da solda. Uma velocidade de soldagem correta garantirá a profundidade de penetração, largura de solda e altura do cordão superior corretas.

Interação feixe de laser-fio de preenchimento: Um comprimento de fio exposto muito curto evita que o fio seja derretido na área inicial do cordão e o feixe de laser afeta diretamente o material a ser fundido. Por sua vez, um comprimento de fio exposto muito longo faz com que a extremidade estendida do fio seja pressionada contra a superfície da placa. No estágio inicial, o feixe de laser derrete o fio, dividindo-o em duas partes. Como resultado, o local onde o processo começou ficou coberto por uma ponta de arame soldada à superfície e difícil de remover. Em um caso extremo, a extremidade do fio soldado pode causar uma colisão com o bocal de proteção de gás, perturbando ou mesmo eliminando a proteção de gás. Os recursos de controle do LASERDYNE 795 com BeamDirector garantem a interação correta do feixe de laser e do fio de preenchimento.

O LASERDYNE 795 com BeamDirector é idealmente projetado para soldagem a laser de fibra com fio arquivador. O controlador System S94P garante proteção contra colisões, ao mesmo tempo que fornece proteção de gás ideal e controle dos parâmetros do laser.