Arquitecto

Ingeniería Mecánica 2(1999) 43 – 50

43

Aplicación del rayo láser de CO2 para soldar laminas de acero bajo
carbono
Enrique J. Martínez D.*, Miguel A. Cisneros G**
Instituto Tecnológico de Zacatecas, Depto. de Metal Mecánica
Carr. Panamericana entronque a Guadalajara, A.P. 245
Zacatecas, Zac. Tel. y Fax: 4-53-66 y 4-52-66 y 4-76-78
**Instituto Tecnológico de Saltillo, Depto. de MetalMecánica
Blvd. V. Carranza # 2400 Saltillo, Coah. Tel. 15-32-20 Fax: 15-55-11 Ext. 132

( Recibido el 5 de octubre de 1998; aceptado el 10 de enero de 1999 )

Resumen
Debido a que el rayo láser enfocado es un modo de energía calorífico de alta densidad y de diámetro pequeño, se logra con ello una
alta relación profundidad / ancho del cordón de soldadura, y se facilita el proceso de soldadurade láminas muy delgadas, lo cual
difícilmente se logra con los procesos comunes de soldadura. Esta técnica también presenta la ventaja de que fácilmente se puede
automatizar, produciendo soldaduras de alta precisión con baja contaminación.
El trabajo consiste en realizar una investigación sobre el proceso de soldadura de láminas delgadas utilizando un láser de CO2 de baja
potencia en modocontinuo, enfocando el láser con una lente de ZnSe y empleando argón industrial para controlar la atmósfera
alrededor de la región tratada y evitar la oxidación. Para realizar el proceso, se diseño un dispositivo para' desplazar la muestra a 45o
con respecto a la trayectoria del rayo láser en forma precisa; la soldadura se realizó a tope y sin aporte de material.
El trabajo se realizó sobre láminasde acero de bajo carbón de calibre 24 y 26. Las muestras soldadas fueron sometidas a: ensayo de
tracción, análisis visual, análisis metalográfico y pruebas de microdureza. Los resultados obtenidos muestran que se puede realizar
fácilmente el proceso, mediante el control de las variables más importantes, de tal manera que una vez establecidas, el operador no
necesita una gran experiencia en elmanejo de esta técnica para realizar el proceso con alta calidad. Los análisis realizados confirman
que mediante esta técnica es posible obtener cordones de soldadura uniformes, con buenas propiedades mecánicas.

Palabras claves: Soldadura, láser.

1. Introducción
Un rayo láser enfocado es una fuente de densidad de potencia
muy alta que actualmente puede emplearse en la industria.
Algunosde estos láseres tienen una densidad de potencia similar
a la de un haz de electrones. Las nuevas tecnologías para el
procesamiento de materiales aprovechan esta característica,
particularmente, en la soldadura de metales y aleaciones.
El objetivo planteado en esta investigación fue obtener cordones
de soldadura de. calidad en láminas delgadas de acero bajo
carbono usando las potencias másbajas posibles del haz láser y
optimizando los siguientes parámetros: velocidad de
desplazamiento de muestra, flujo de argón y potencia del haz
láser para obtener buenas propiedades mecánicas. Se puede
pensar en una exitosa alternativa de aplicación de materiales de
espesor pequeño sin alterar los factores de seguridad y tener por
consecuencia un ahorro muy considerable en los costos demateria prima. Esto es muy importante hoy en día porque

la humanidad demanda un aprovechamiento más eficiente de los
recursos naturales, de tal modo que la industria se ve en la
necesidad de utilizar materiales cada vez más ligeros y procesos
de soldadura mas eficientes, de mejor calidad y menos
contaminantes.
En este trabajo se estudió la aplicación de un sistema láser de
CO2 de bajapotencia para soldar láminas de acero bajo carbono
(comercialmente conocida como lamina negra) de 0.457 y 0.635
mm de espesor respectivamente. Fue necesario diseñar y
construir un dispositivo que permitiera posesionar y desplazar
las muestras a soldar con precisión. Para controlar Id atmósfera
en el área de soldadura, se inyectó argón grado industrial
utilizando boquillas de diferentes diámetros....