A soldagem a laser é semelhante ao método de solda convencional. Porém, se destaca pela velocidade, precisão e menor aporte térmico no processo. Permite soldar espessuras finas com excelente qualidade e menor deformação do material. Permite a soldagem de titânio, níquel, estanho, zinco, cobre, alumínio, cromo, nióbio, ouro, prata e outros metais e suas ligas. Ou metais diferentes, como cobre-níquel, níquel-titânio, cobre-titânio, titânio-molibdênio, cobre de latão e baixo carbono-cobre, substituindo perfeitamente a soldagem tradicional. No guia você encontrará a oferta de empresas nacionais e internacionais.
A soldagem a laser é um processo que utiliza a já consagrada tecnologia de amplificação de luz por emissão estimulada de radiação (origem do acrônimo laser – light amplification by stimulated emission of radiation) para unir peças metálicas pela formação de cordões de solda uniformes e estáveis.
Modelos de máquinas para soldagem a laser têm sido desenvolvidos desde a década de 60, quando o processo começou a ser testado e implementado industrialmente. No entanto, foi a criação do laser de estado sólido baseado em fibra óptica, também conhecido como laser de fibra, que permitiu a construção de um maquinário mais compacto, abrindo caminho para a construção das versões portáteis que já estão disponíveis no mercado e têm potencial para aumentar a produtividade das empresas que as adquirem. A oferta desse tipo de maquinário no mercado brasileiro ainda é incipiente, mas já há fornecedores que podem ser encontrados no guia.
A soldagem a laser tem por característica promover um processo de fusão com alta densidade de potência, porém com um aporte de calor mais baixo em comparação com os processos a arco elétrico. O feixe de laser é direcionado com precisão à região da junta metálica, fazendo com que as partes se fundam pela absorção da luz, para posterior união.
Formam-se assim juntas de alta resistência, tendo em vista que é menos provável que o calor inerente ao processo chegue a fragilizar a zona termicamente afetada dos metais que estão sendo unidos. Isso evita, inclusive, a deformação das chapas, sobretudo das mais finas, razão pela qual o processo é recomendado especialmente para a união de componentes críticos no setor aeroespacial (1).
Eficaz para unir diferentes tipos de metais, a soldagem a laser permite a união de chapas de variadas espessuras com mais velocidade de deslocamento e com acabamento superior, o que pode dispensar a necessidade de polimento. A precisão na execução, que pode chegar a 0,025 mm, é favorecida pelo controle do ponto focal, enquanto a qualidade da junta está associada à ausência de porosidades e à redução das impurezas no metal base.
As versões portáteis dos equipamentos de soldagem a laser trazem mobilidade para a sua execução, tornando-as competitivas em relação aos modelos móveis que operam pelos processos MIG e TIG.
Atributos como velocidade, precisão, melhor acabamento das juntas e menor aporte térmico se somam à eficiência energética das máquinas a laser de fibra em relação aos equipamentos de soldagem convencional. Cogita-se que elas consumam até 80% menos energia do que as que operam por processo a arco elétrico, para uma produtividade até dez vezes superior.
A concepção das unidades de controle torna esses equipamentos passíveis de automação de forma bastante simplificada, com a integração de braços robóticos. Já a repetibilidade do processo permite o seu uso por operadores menos experientes do que os chamados “tigueiros”, profissionais especializados na execução de soldas pelo processo TIG, que estão se tornando cada vez mais raros e caros, devido à habilidade desenvolvida ao longo de anos de experiência.
A construção das máquinas
As unidades portáteis normalmente comportam em sua parte inferior o ressonador e o resfriador (chiller), necessário para dissipar o calor proveniente do processo. Mais acima estão situadas a unidade de comando, com circuitos eletrônicos e display para exibição de parâmetros e status de processo, dispositivo para alimentação de arame e o conjunto de cabo e cabeçote/tocha.
O cabo pode ter comprimentos diversos, de acordo com o fabricante, e os bicos das tochas permitem o ajuste do comprimento focal, o que significa a rápida modulação de acordo com a espessura e o material a ser cortado.
A adoção dos equipamentos portáteis para a soldagem a laser tem ocorrido de forma gradual nas empresas. Uma fonte do setor de maquinário relatou que, por se tratar de um investimento relativamente alto, a maior parte de sua clientela opta por comprar uma máquina por vez e mantê-la trabalhando em paralelo às soldadoras MIG e TIG. “Porém, após alcançar uma produtividade até três vezes superior, o cliente acaba optando pela substituição de todas as máquinas”, informou. Ainda de acordo com esta mesma fonte, um cliente teria conseguido reduzir a espessura das chapas de aço inoxidável com que trabalhava de 1,2 mm para 0,6 mm, devido aos bons resultados obtidos com as soldadoras portáteis a laser de fibra no trabalho com chapas finas.
Alguns exemplos de produtos que podem ser obtidos com mais facilidade usando esta tecnologia são armários e gabinetes, cubas de pia, racks, itens para cozinha, portas de aço inoxidável e caixas de distribuição. A gama de materiais que podem ser soldados também é bastante grande, incluindo aços carbono, aço inoxidável, titânio, níquel, estanho, zinco, cobre, alumínio, cromo, nióbio, ouro, prata e outros metais e suas ligas.
Referência:
1) J. Blackburn - Laser welding of metals for aerospace and other applications, in Welding and Joining of Aerospace Materials, Elsevier Science Direct, 2012.