Soldadura láser: Tecnología de punta para la reparación de moldes

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Soldadura láser: Tecnología de punta para la reparación de moldes

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¿Qué es la soldadura de herramentales? Según Eric Hild, presidente de Toolweld, Inc. se trata de "Utilizar una máquina de soldar para soldar acero, aluminio o aleaciones de cobre (generalmente un molde de inyección de plástico, un molde de soplado o un troquel) con el propósito de una revisión o reparación". La mayoría de las veces, un soldador de herramientas está haciendo más que simplemente unir metales. Están recreando un detalle crucial que falta, como, por ejemplo, reparar un cierre dañado, un poste roto o la reconstrucción de una zona dañada por un error de mecanizado. La soldadura de herramentales requiere paciencia y capacitación para aprender, y cada soldador de herramientas profesional tiene un estilo único. Tradicionalmente, es un proceso realizado por soldadura de tungsteno con protección de gas inerte (TIG/micro-TIG), pero cada vez más se emplean máquinas de pulso láser para realizar el trabajo.

Por lo general, el proceso TIG completamente manual se usa para los trabajos donde la mano del operario es clave para realizar movimientos complejos de relleno, con tamaños de cordón más allá de los 3 mm. Para trabajos de detalle, tradicionalmente se ha utilizado el proceso de micro-TIG cuando se deben reparar insertos con detalles pequeños, con diámetros de electrodo de hasta 0.25 mm.

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La versatilidad del láser

En términos de soldadura, el láser es diferente de TIG/micro-TIG porque utiliza un haz pulsado de luz enfocada para crear una soldadura microscópica. No se requiere precalentamiento ni postcalentamiento para un herramental que se va a soldar con láser. El rayo láser se fija en una posición bajo un microscopio. La separación entre el lente y la pieza de trabajo se debe mantener constante debido a que la potencia del rayo solo es la deseada en una distancia focal exacta. Esto significa que la pieza de trabajo debe ajustarse al rayo láser mediante una mesa móvil o un brazo calibrado a la máquina.

Recomendaciones de un experto

La calidad de la penetración en la soldadura por láser depende de la fuente de energía y la posición del punto focal. A veces no penetra tan bien como la soldadura TIG/micro-TIG, lo que puede ser un problema para los bordes de cierre. La soldadura láser puede tener problemas con superficies rugosas y contaminación. No se recomienda para ciertos aceros como los metales en polvo. La porosidad y la reflexión del haz también pueden ser un problema dependiendo de ciertas condiciones. Sin embargo, los beneficios pueden superar con creces su debilidad. Como se indicó anteriormente, ciertos proyectos solo deben soldarse con láser. Un soldador láser puede acceder a ciertas áreas que una máquina TIG/micro-TIG no puede. Además, una soldadura láser puede colocar depósitos de soldadura en tamaños que una máquina TIG/micro-TIG no puede igualar. A menudo, la porosidad menor se puede reparar fácilmente en una segunda soldadura de retoque. Lo más importante es que la soldadura láser se puede combinar con TIG/micro-TIG porque puede soldar con láser la HAZ para eliminar el hundimiento.

Fuente: Eric Hild, Toolweld, Inc

La soldadura por láser reduce en gran medida las zonas afectadas por el calor y la distorsión. Sin embargo, el proceso puede ser lento en algunas tareas. La soldadura por láser es el proceso de soldadura más fácil de aprender para un principiante, ya que a este ya no le preocupa un inicio adecuado del arco. El láser pulsará perfectamente cada vez de acuerdo con sus ajustes. El soldador solo necesita concentrarse en aplicar la varilla de relleno y la posición de la pieza de trabajo. Adicionalmente, el aporte de material por láser de pulsos cortos evita los daños colaterales comunes inducidos por la soldadura tradicional, como distorsiones geométricas, porosidad, quemaduras en los bordes y descarburación.

¿Qué hay en tecnología al respecto?

El equipo de origen italiano SWA 450F de Sisma, recientemente presentado en la pasada feria TECMA en Ciudad de México, es una interesante solución para el trabajo flexible de moldes de gran tamaño con gran precisión. El enfoque de sus fabricantes apunta a un sencillo funcionamiento, con inspección visual del material de aporte mediante estereomicroscopio, para que según Sisma, no se requieran técnicos altamente cualificados.

El equipo está basado en un brazo que permite el control de 3 ejes, además de un cabezal que puede girar en dos planos distintos para alcanzar geometrías complejas.

Según nuestra charla con Emmanuel Martínez, técnico de servicio postventa de SISMA Laser Systems S.A. de C.V., el sistema permite soldar con gran precisión una variedad de materiales de aporte que pasan por aceros como el P20, H13, Stavax, al igual que permite soldar aluminio e incluso aleaciones de cobre-berilio.

El software de control de movimiento del brazo permite soldar a lo largo de trayectorias circulares, en planos inclinados, hacer rellenos, al igual que superponer caminos para ejecutar cordones de soldadura regulares.

Una característica interesante es su smart pulse, que, según sus fabricantes, gestiona soldaduras que requieren una potencia láser muy baja. Por lo general, las fuentes de fibra no permiten valores bajos de potencia, por lo que la soldadura de precisión (utilizando alambres con un diámetro de menos de 0,3 mm) a menudo presenta defectos de incisión o sobrepenetración en los bordes. Gracias a la tecnología ofrecida por el equipo, es posible controlar la potencia entregada hasta valores reducidos y garantizará un resultado de depósito sin defectos.