Lotura
teknologiak

Laser bidezko soldadura

Laser bidezko soldadura lotu nahi diren materialak gune jakin batean fusionatzeko laser izpi bat erabiltzean datza. Laser izpia energia eta bero iturri indartsua da eta soldadura estu eta sakonak egitea ahalbidetzen du, soldadura abiada handian egiteko aukera eskaintzeaz gain.

Soldadura teknologia honen abantaila nagusiak hauek dira:

  • Ekarpen termiko txikiagoko soldadura, eta beraz, eragindako eremu termikoan aldaketa txikiagoak gertatzen dira mikroegituran eta propietateetan.
  • Prozesu automatizatua, kontrol maila handia duena.
  • Soldadura abiadura handiak (x5-10 arku bidezko prozesuekin parekatuta).
  • Distortsio (materialaren deformazio) txikia eta ahalik eta tentsio murritzena prozesuan zehar.
  • Prozesu autogenoa. Orokorrean, aplikazio askotan ez da beharrezkoa ekarpenerako materiala erabiltzea.

  • Prozesuaren fidagarritasun eta errepikakortasun handia. Ez dago zuzeneko kontakturik soldatutako eremuarekin. Ez dago tresnaren desgasterik. Lan egiteko distantzia handiak ahalbidetzen ditu.
  • Aleazio metaliko eta material termoplastiko kopuru handiekin erabilgarria.
  • Desberdindutako materialengatik eta beste teknika batzuengatik soldatzeko zailak diren materialen soldadurarako egokia.

Abantaila horiei guztiei esker kalitate eta itxura estetiko handiko loturak lortzen dira.


Zertan dihardugu gaur egun

LORTEK ondorengo lerroetan ari da gaur egun lanean, laser bidezko soldadura teknologien arloan:

  • Laser bidezko soldadura garatzea aeronautika, automozio, energia, trenbide eta ekipamendu-ondasunetako aplikazioetan, hainbat materialekin. Soldadura abiadurak 4 m/min baino handiagoak izatea.
  • Urruneko laser soldadura: programatutako izpi dinamikoetan oinarritutako soldadura estrategiak (wobbling).
  • Bateria-terminalen loturak laser bidez (Al-Al, Cu-Cu, Al-Cu).
  • Substratu-fusiorik gabeko loturak, brazing laser bidez.
  • Soldadura prozesuaren monitorizazioa: junturaren jarraipena, soldadura ondorengo kalitatea egiaztatzea.
  • Soldagarritasun zaila duten desberdindutako materialen prezisiozko lotura.
  • Egitura handien distortsioak iragartzea eta laser bidez zuzentzea (laser straightening).

Ekipamendu espezifikoa

Egoera solidoko indar handiko eta zuntz optiko bidez gidaturiko laser iturriak

  • Trumpf disko laserra, 6 kW artekoa.
  • LaserLine diodo laserra 3 KW-koa.
  • Trumpf Nd-YAG laserra, 3 KW-koa.
  • IPG zuntzezko laserra 1 KW-koa.
  • 200, 400 eta 600 mikrako zuntz optikoak.

Laser bidezko soldadura buruak

  • Trumpf soldadura buruak, material ekarpenarekin eta gabe.
  • Scansonic 3D urruneko soldadura burua.
  • Scansocin soldadura eta brazing burua, material ekarpenarekin.

Soldadura sistemak

  • KUKA – REISS robota, 7 x 3 x 1,5 m-ko lan eremuarekin.
  • 1 Robot FANUC Arcmate 120iC, 6 ardatzekoa eta 2 kanpo-ardatz gehigarrikoa.
  • 4 ardatzera arteko (3 linealak eta 1 birakaria) 2 CNC sistema, Fagorren kontrolarekin.
  • Junturaren jarraipenerako Scansonic sentsorea.
  • Soldaduraren kontrol termikorako sentsoreak: pirometroak, kamera infragorriak eta ikusmenekoak.

Argitalpenak
eta deskargak

Argitalpenak
2011
Fidel Zapiraina, Fidel Zubiria, Fermín Garciandía, Itziar Tolosa; Samuel Chueca, Aimar Goiria.
Development of Laser Welding of Ni based Superalloys for Aeronautic Engine Applications (Experimental Process and Obtained Properties).
2019
Pedro Álvarez , Rubén Escribano, Fidel Zubiri, Fedor Fomin, Nikolai Kashaev, Stefan Bauer.
Development of laser straightening (LS) strategies to remove distortion in welded aeronautical structures.
AIP Conference Proceedings 2113, 070003 (2019).
2018
Fedor Fomin , Martin Froend, Volker Ventzke, Pedro Álvarez, Stefan Bauer, Nikolai Kashaev.
Metallurgical aspects of joining commercially pure titanium to Ti-6Al-4V alloy in a T-joint configuration by laser beam welding.
Editor: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Issue 97/5-8, 2018, Page(s) 2019-2031, ISSN 0268-3768 DOI: 10.1007/s00170-018-1968-z.
2017
M. Froend, F. Fomin, S. Riekehr, S. Riekehr, P. Álvarez, F. Zubiri, S. Bauer, B. Klusemann N. Kashaev.
Fiber laser welding of dissimilar titanium (Ti-6Al-4V/cp-Ti) T-joints and their laser forming process for aircraft application.
Editor: Optics & Laser Technology, Issue 96, 2017, Page(s) 123-131, ISSN 0030-3992 DOI: 10.1016/j.optlastec.2017.05.017
Deskargak
DELASTI proiektuaren emaitzak
https://cordis.europa.eu/project/rcn/199337/reporting/es
LIGTHWELD proiektuaren emaitzak
https://cordis.europa.eu/project/rcn/110757/reporting/en

Arrakasta-kasuak

Egitura aeronautiko handien laser bidezko soldadura

Erronka

Egitura aeronautiko handien laser bidezko soldadura.

Irtenbidea

Metro ugariko luzera eta kurbadura duten egituretan laser bidezko soldadura aplikatzea, Ti-6Al-4V eta erresistentzia handiko aluminioaren (2XXX seriea eta Al-Li) material ekarpenarekin, zein gabe. eta abiadura handian (4 m/min). Junturaren eta sarketaren jarraipena egiteko sentsore bat erabili da, loturaren kalitatea ziurtatzeko.

Kideak / Aliantza estrategikoak

DELASTI, LIGHTWELD eta ECOTECH proiektuen esparruan, aeronautikako enpresekin lankidetzan egindako proiektua.

Altzairuzko osagaien laser soldadura hainbat aplikaziotarako (trenbidea, energia, sektore eolikoa, etxetresna elektrikoa…)

Erronka

Altzairuzko osagaien laser soldadura hainbat aplikaziotarako (trenbidea, energia, sektore eolikoa, etxetresna elektrikoa…)

Irtenbidea

Eskakizun mekaniko, estetiko eta funtzional desberdinak dituzten altzairuzko osagaiak eta egiturak fabrikatzeko laser bidezko soldadura erabiltzea.

Kideak / Aliantza estrategikoak

Laser bidezko soldadura prozesua garatu eta industrializatzeko hainbat sektoretako industriako enpresekin lankidetzan egindako proiektua.

Automozioko osagaien urruneko laser bidezko soldadura

Erronka

Automozioko osagaien urruneko laser bidezko soldadura.

Irtenbidea

Material ezberdinak lotzeko urruneko laser soldadurako teknikak erabiltzea.

Kideak / Aliantza estrategikoak

Laser bidezko soldadura prozesua garatu eta industrializatzeko, hainbat sektoretako industriako enpresekin lankidetzan egindako proiektua.

Erronkak

Datozen urteetan aurre egin beharreko erronkak:

Erreflektibotasun eta eroankortasun handiko materialen soldadura (kobrea…).
Metalen arteko fase hauskorrerako joera duten material ezberdinduen soldadura.
Lodiera ezberdineko materialen soldadura (tailored blanks).
Prozesuaren kontrola parametroen monitorizazio eta prozesuko aldagai fisikoen bistaratze bidez (tenperatura, plasma, igorpen akustikoa…).
Adimen Artifizialeko teknologiak txertatzea prozesuaren optimizaziorako eta ikasketa automatikorako.

Pedro Álvarez doktorea

Erreferentziazko Ikertzailea WAAM, Arku eta Laser Loturetan.

Zientzietan doktorea Nafarroako Unibertsitatean. Prozesuen arloko ikertzailea da 2007tik. Gaur egun, osagai metalikoen lotura eta fabrikazio gehigarriko teknologia aurreratuekin lotutako ikerketa proiektuak zuzentzen ditu. Metalurgian eta soldagarritasunean, soldadura-teknologietan (arkua, laserra, erresistentzia, marruskadura-asaldura, txinpartak botatzea), birkargatzean eta fabrikazio gehigarriko prozesuetan espezializatuta dago. Europako hainbat proiekturen buru izan da (2) eta beste hainbatetan parte hartu du ikertzaile gisa (7). Oinarrizko ikerketa zein ikerketa aplikatuko eta enpresekin baterako berrikuntzako 60 proiektutan baino gehiagotan parte hartu du nazio mailan. Fabrikazio gehigarriari eta lotura teknologiei buruzko nazioarteko konferentzia askotan parte hartu du (30 baino gehiago) eta 26 artikulu zientifiko indexaturen egilea da. Artikulu horiek 356 aldiz aipatu dira.

AEN/CTN 14 Normalizazio Batzorde Teknikoko kidea da.

LORTEKeko ordezkaria da Europako AM Platform eta Joining Platform plataformetan. Euskaraz eta ingelesez (CAE ziurtagiria) komunikatzeko gaitasun onak ditu, bai eta erabateko konpromisoa eta ikerketarako, etengabeko ikaskuntzarako eta negozio-garapenerako grina ere.

Irakaslea eta koordinatzailea da Soldadurako Nazioarteko Ingeniaritza Ikastaroan (IWE) eta Industriako Fabrikazio Gehigarriko Masterrean (Mondragon Unibertsitatea).

2018ko azaroan, Eusko Jaurlaritzaren aintzatespena jaso zuen ikertzaile bikain gisa, ikerketan egindako lanagatik eta merezimendu zientifiko eta teknologikoagatik.