Calidad del rayo láser
La soldadura por láser requiere un pequeño punto de haz capaz de penetrar profundamente, por lo que un rayo láser de alta intensidad con baja difusión se considera de alta calidad.
La calidad de un rayo láser se define por la convergencia del rayo y la intensidad del láser. Sin embargo, debido a que los haces láser utilizados para la soldadura por láser son invisibles a simple vista, la calidad del haz se controla visualizando el láser con un dispositivo de medición, como un instrumento de medición láser dedicado.
Convergencia del haz
La calidad del rayo láser viene determinada en gran medida por dos factores:
- Longitud de onda
- La densidad de energía (o densidad de potencia)
Estos factores están influenciados en gran medida por dos factores separados, que se pueden manejar según sea necesario.
- Producto de los parámetros del haz (BPP)
- Intensidad del láser
Producto de los parámetros del haz (BPP)
El producto de los parámetros del haz (BPP) es el valor que define la influencia de una lente en la dispersión y convergencia del haz láser. Este valor se puede expresar como el producto del radio ω0 de la cintura del haz y la anchura total a la mitad del máximo θ del ángulo de divergencia del haz. Al pasar a través de la lente convergente, se aplica la siguiente relación entre el diámetro del punto y el ángulo de divergencia después del punto de condensación de la lente.
Aquí, M2 describe la calidad del haz en unidades de [mm mrad].
De esto se puede inferir que una cintura de haz y un ángulo de convergencia menores y un valor de BPP más pequeño permitirán una penetración más profunda y un procesamiento más rápido.
En la soldadura y otros procesos con láser, M2 se utiliza a menudo como parámetro para expresar la calidad del haz. Por ejemplo, la calidad del haz de los láseres de fibra se indica generalmente mediante el valor de M2. A una longitud de onda de λ, la relación entre M2 y BPP se puede expresar mediante la siguiente ecuación.
Intensidad del láser
La intensidad de un láser es la potencia del láser dividida por la convergencia, donde la convergencia es el área del punto multiplicada por el ángulo sólido del haz. Esto significa que las potencias más altas y las convergencias más altas crearán mayores intensidades.
- B: Intensidad del láser (kW / mm2 × sr)
- πωo2: Área del punto
- πθ2: Ángulo sólido del haz
- Intensidad = Potencia / Convergencia
- Convergencia (Ω) = Área del punto (πωo2) × Ángulo sólido del haz (πθ2)
Columna: Soldadura blanda por láser (soldadura por haz de luz)
Los rayos láser, que permiten un amplio control de la potencia, también se pueden utilizar en la soldadura blanda. Las soldaduras por inmersión o por reflujo se utilizan habitualmente para el montaje de placas de circuito impreso y la unión de componentes electrónicos. Sin embargo, la soldadura por inmersión y la soldadura por reflujo hacen que aumente la temperatura de los componentes, lo que puede provocar daños en los componentes sensibles al calor.
Con la soldadura por haz de luz, el calor se aplica sólo en un pequeño punto según sea necesario, lo que permite soldar incluso componentes sensibles al calor. La soldadura por haz de luz también se puede automatizar. Este método de unión es posible gracias a la tecnología láser, que proporciona un control sencillo sobre un amplio rango de potencia.
