Soldadura por láser - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

La unión por láser ya se conoce como una tecnología versátil casi desde la invención del láser en sí. Por lo tanto, la unión por láser se utiliza para un una amplia variedad de aplicaciones, desde electrónica, tecnología médica, industria automotriz, construcción de maquinaria hasta erospace y construcción naval. En general, la unión por láser se basa en la fusión localizada de ambos elementos de unión mediante la absorción de la energía fotónica y la mezcla de los materiales de los elementos de unión. Dependiendo del tipo de material, la absorción de la energía láser tiene lugar en la superficie del material o dentro del volumen, cuando la transmitancia del material correspondiente a la longitud de onda del láser utilizada es alta. En la siguiente figura se enumeran los diferentes métodos de unión por láser para las diferentes clases de materiales y se dan las potencias típicas del láser.

La soldadura láser es soldadura infrarroja que utiliza un láser como fuente de energía. La soldadura infrarroja con lámparas halógenas y parabólicas es anterior al uso del láser y apareció por primera vez en la década de 1970. Estos primeros sistemas no ofrecían ventajas sobresalientes sobre otras técnicas de soldadura y creaban problemas de acumulación de calor en los accesorios, enfoque crítico y vida útil limitada de la lámpara. Los láseres se introdujeron como fuente de luz a principios de la década de 1990 y encontraron una serie de aplicaciones para fines de siglo. El láser se puede utilizar para soldar plásticos dirigiendo el rayo láser sobre la superficie de un plástico que absorbe el láser y soldando por fusión o transmitiendo un láser haz a través de un material transparente para láser y soldadura en la interfaz con el material que absorbe el láser. El método de soldadura por fusión también se conoce como :

La soldadura infrarroja sin contacto se logra mejor cuando las piezas a unir están hechas del mismo termoplástico. La fusión de ambas partes ocurrirá a la misma velocidad, a la misma temperatura y con la misma cantidad de colapso. Este proceso se puede utilizar para unir diferentes plásticos con diferentes grados de éxito. Las diferencias en las propiedades térmicas darán como resultado que una parte se derrita a una temperatura diferente a la otra y a una profundidad diferente. En consecuencia, la interdifusión de los polímeros en la interfaz de fusión será limitada y la resistencia de la unión se reducirá. Cuanto mayor sea la diferencia en las propiedades térmicas entre los dos plásticos, peor será la soldadura. Algunos polímeros no pueden soldarse entre sí.

Este tipo de soldadura se originó utilizando lámparas infrarrojas y todavía se utilizan para algunas aplicaciones, como la soldadura a tope de tuberías. Las lámparas infrarrojas ofrecen las ventajas de una fuente de luz de bajo costo, producida en masa, de bajo mantenimiento, alta eficiencia, alta densidad de potencia y, para aplicaciones de onda media o larga, no son sensibles al tipo de plástico utilizado. Desafortunadamente, las lámparas infrarrojas sufren una vida útil corta y acumulación de calor en los accesorios. Además, son notoriamente difíciles de enfocar y esa es su gran desventaja. Hoy en día, los láseres se usan en lugar de lámparas infrarrojas para soldadura superficial o directa. El equipo para soldadura superficial o directa requiere un divisor de haz o un láser para cada parte y es muy costoso. En consecuencia, la soldadura superficial o directa se usa solo cuando ninguna de las otras técnicas de soldadura se adaptará a la aplicación.