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Solda em nanossegundos: precisão com velocidade

Com a luz laser pulsada, você pode soldar chapas ultrafinas e materiais laminados, bem como uma ampla variedade de combinações de metais com precisão, rapidez e confiabilidade. Saiba mais!

Uniões de alta precisão para componentes complexos

Na fabricação industrial, os fabricantes enfrentam o desafio de selecionar os métodos mais eficientes e precisos para soldagem e união de materiais. Na busca por maior precisão e novas possibilidades tecnológicas, a TRUMPF desenvolveu uma nova tecnologia de soldagem patenteada: a chamada solda em nanossegundos.

É um processo de solda a laser no qual os pulsos de luz laser atuam com alta precisão na área a ser unida por apenas alguns nanossegundos (bilionésimos de segundo). Apenas uma pequena quantidade de material derrete com aporte mínimo de calor, o que evita distorções e deformações. Uma variedade de metais pode ser soldada com um laser de nanossegundos. O processo é particularmente adequado para soldar de forma confiável metais diferentes.

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Quais são as vantagens da solda em nanossegundos?

A solda em nanossegundos provou ser extremamente vantajosa em muitos setores da indústria. Aqui estão algumas das principais razões pelas quais é tão popular:

Controle preciso

Usando pulsos de um laser de nanossegundos, como um laser de fibra pulsado, podem ser produzidas soldas extremamente precisas, mesmo em componentes microssoldados.

Baixo aporte de calor e formação mínima de fusão

Os pulsos laser muito curtos geram uma baixa temperatura de solda e reduzem o risco de deformações e trincas. O aporte mínimo de calor reduz a probabilidade de fases intermetálicas ao soldar metais diferentes.
Versatilidade na seleção do material e na geometria

O processo é adequado para uma variedade de metais, particularmente para unir diferentes combinações de metais que não são consideradas soldáveis ​​pelos processos de soldagem convencionais. Os pulsos de laser podem ser sequenciados e controlados de maneira flexível, possibilitando geometrias versáteis. 

Eficiência e precisão de repetição

O baixo consumo de energia e o teor mínimo de fusão permitem união e processamento eficientes.

O que é e como funciona a solda em nanossegundos?

A tecnologia de nanossegundos é baseada em pulsos laser muito curtos com duração de pulso na faixa dos nanossegundos. Um único pulso de laser penetra apenas alguns micrômetros no material, razão pela qual são necessários vários pulsos com altas frequências de repetição, que perfuram efetivamente o material, geram calor local e, por fim, criam um efeito de soldagem em microprofundidade.

Apenas uma pequena quantidade de fusão é formada, o que garante que os materiais soldados se misturem minimamente. Em vez disso, eles são empurrados um contra o outro e formam uma forte conexão mecânica. Isto é particularmente importante para soldar materiais diferentes que normalmente são difíceis de unir. A forma e a frequência do pulso podem controlar a profundidade de penetração e o tamanho da poça de fusão. Isso possibilita grandes profundidades de solda com pequeno diâmetro. 

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Para o que serve a solda em nanossegundos?

Materiais

A solda em nanossegundos é adequada para diversos metais. Também é possível unir combinações de metais diferentes que são consideradas não soldáveis ​​utilizando processos de soldagem convencionais. Isso torna o processo ideal para aplicações em diversos setores, desde fabricação de eletrônicos até tecnologia médica.

Metais

  • Aço (incluindo aço carbono, aço inoxidável e aço-liga)
  • Alumínio
  • Cobre
  • Latão
  • Titânio
  • Níquel e ligas de níquel
  • Zinco

Materiais ou componentes sensíveis

  • Folhas
  • Baterias
 Espessura do material

Na solda em nanossegundos, a espessura dos materiais utilizados está normalmente entre 0,05 e 1 mm. Com potências de laser mais elevadas e dependendo do material, também são possíveis espessuras de material maiores.

 Requisitos ao cordão de solda

A solda em nanossegundos utiliza uma guia do raio laser controlada por escâner, que garante a maior flexibilidade possível durante a união. São soldadas principalmente uniões sobrepostas. Dependendo do escâner selecionado, podem ser obtidas diferentes geometrias de cordões de solda.

Áreas de aplicação para a solda em nanossegundos

Contatos elétricos na indústria eletrônica

Uma importante área de aplicação para a solda em nanossegundos é a união de células de bateria padrão em pacotes maiores para todos os tipos de ferramentas elétricas, aspiradores de pó, bicicletas elétricas e veículos elétricos. Contatos para placas de circuito flexíveis, como uniões por conectores, também são produzidos na indústria de eletrônicos de consumo.
Juntas intermetálicas na produção de baterias para a indústria automotiva

Na indústria automotiva, a solda em nanossegundos desempenha um papel importante na união intermetálica, por exemplo, na produção de baterias. Folhas extremamente finas de cobre e alumínio (aproximadamente 6-14 µm de espessura) servem como folhas de eletrodo. Eles atuam como folhas transportadoras para o material ativo tanto no ânodo quanto no cátodo. Esses folhas são soldadas umas às outras colocando-as em pilhas ou rolos, normalmente com 30 a 60 camadas para cada ânodo e cátodo. Nossos lasers permitem acesso unilateral ao material de trabalho, o que facilita o processamento.

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Solda em nanossegundos em ação

Mike Poulter, nosso especialista na solda em nanossegundos, explica as vantagens e os potenciais desta tecnologia.

Temos os lasers e os sistemas laser adequados para a solda em nanossegundos

TruPulse nano

A linha TruPulse nano oferece opções de produtividade e qualidade. Com uma potência média de apenas 70 W, podem ser realizadas muitas tarefas de soldagem envolvendo chapas finas. Os lasers TruPulse nano são módulos de integração e, portanto, normalmente usados ​​com óptica de scanner e hardware e software de controle associados.

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O TruMark Série 5000 baseado em laser de fibra impressiona com sua combinação ideal de alta potência, altas frequências de pulso e duração de pulso ajustável de forma variável. Em sua essência, a série TruMark possui um nanolaser TruPulse que pode atender a todos os processos de aplicação, incluindo soldagem em nanossegundos.

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