La soldadura con luz no es nada nuevo. Los fabricantes de automóviles, desde Ford hasta Volvo y Toyota, han incorporado la soldadura láser como parte importante de sus líneas de producción desde los años 80 y 90. Desde entonces, los láseres se han vuelto más pequeños, más potentes y, lo que es más importante, más baratos. Era solo cuestión de tiempo que llegaran a más manos. Literalmente.
Pero cuando en 2020 apareció en el mercado el primer sistema de soldadura láser manual verdaderamente funcional y portátil, muchos no sabían muy bien qué pensar. Apretar un gatillo para fundir acero con fotones parecía algo sacado de un laboratorio de ciencia ficción, más que un enfoque práctico para la soldadura en el mundo real.
Avancemos rápidamente hasta hoy. Con docenas de máquinas de soldadura láser portátiles en el mercado y decenas de miles de usuarios en todo el mundo, se puede afirmar con seguridad que esta tecnología ha llegado para quedarse. Ahora que la soldadura láser lleva cinco años en funcionamiento, echemos un vistazo a la trayectoria de esta tecnología hasta ahora y hacia dónde se dirige en el futuro.
Escepticismo saludable y primeros ganadores
En palabras de uno de los ponentes de FABTECH este año, «los láseres llevan 50 años siendo una tecnología emergente». Bromas aparte, tiene razón: a pesar de sus increíbles ventajas, las alternativas láser a las tecnologías tradicionales suelen ser malinterpretadas y adoptadas de forma desigual.
Por supuesto, el coste sigue siendo un problema para algunos. Pero incluso esta preocupación está dejando de ser un factor tan importante, ya que los costes de los equipos láser siguen disminuyendo en general. Entonces, ¿cuál es el problema?
Por muy prometedores que sean, los nuevos procesos siempre entrañan riesgos. Para los grandes fabricantes con líneas de producción automatizadas, asumir riesgos suele ser parte de la estrategia para mantener la competitividad. En el caso de las operaciones más pequeñas o las aplicaciones manuales, la urgencia no siempre es la misma.
Cuando se trata de soldadura, las cosas se complican aún más. Especialmente cuando algo promete ser la primera verdadera revolución en soldadura en 70 años. Es inevitable que esto llame la atención. Y con razón.
La soldadura láser invita a los soldadores a reconsiderar lo que dan por sentado sobre la soldadura.
Pero, como ocurre con cualquier nueva tecnología, algunos de los primeros en adoptarla estaban entusiasmados por darle una oportunidad. Una de las primeras aplicaciones de gran repercusión mediática es la nave Starship de SpaceX, en concreto la ojiva del cohete.
Rex Alexandre, ahora presidente del Handheld Laser Institute, recuerda su época como ingeniero sénior de soldadura en SpaceX. «Al principio, llevaba meses rogando a los demás ingenieros que me dejaran utilizar la soldadura láser portátil. Cuando los responsables respondieron negativamente a la fuerte distorsión del cono de la nariz, quedó claro que la soldadura por arco por sí sola no funcionaba. A la mañana siguiente, esos mismos ingenieros me esperaban en mi mesa , y esta vez me pedían que utilizara los láseres portátiles para resolver su problema».
Más tarde, Alexandre desarrolló el programa de soldadura láser portátil para la nave espacial Starship de SpaceX. El gigante aeroespacial es un gran ejemplo del éxito temprano de este proceso, ya que, en el momento de redactar este artículo, ha instalado más de cien máquinas de soldadura láser portátiles.
Pero los primeros éxitos no se limitaron a los grandes fabricantes y a los vehículos espaciales. Apollo Machine, un taller mecánico de Alberta con unos 300 empleados, lleva años utilizando con éxito la soldadura láser, incluso para trabajos de reparación pesada sobre el terreno.
Según Doug Hamre, director de I+D de Apollo, «la soldadura láser nos ha permitido aceptar más trabajos. Ahora tenemos clientes que acuden a nosotros cuando la soldadura convencional no funciona». Hamre añade: «En este momento, básicamente me dedico a la soldadura láser a tiempo completo».
Caminar lleva a correr
Por supuesto, ha habido algunos obstáculos en el camino. Las primeras soldadoras láser portátiles tenían una potencia y una penetración limitadas, y no funcionaban con alambre, lo que aumentaba la habilidad requerida por parte del operador y las limitaba a aplicaciones autógenas específicas .
Además, aunque las primeras cabinas de soldadura láser y los equipos de protección individual (EPI) eran funcionales y seguros, las opciones eran inicialmente limitadas. Al fin y al cabo, nada es perfecto a la primera. Sin embargo, tras años de comentarios y opiniones del mundo real, los equipos de seguridad para soldadura láser son ahora más fáciles de usar y más accesibles que nunca.
El equipo de protección personal (EPP) para soldadura láser, que ahora es más fácil de encontrar que nunca, es muy similar al EPP para soldadura por arco (con algunas diferencias).
Aunque la soldadura láser manual aún no forma parte del proceso de fabricación cotidiano, se puede encontrar en todas partes, desde estudios de arte en metal con un solo empleado hasta talleres y grandes plantas de producción.
El fabricante de productos arquitectónicos Fathom + Form es una pequeña empresa que está muy satisfecha con la incorporación de esta herramienta a su taller. Preston Johnston, fundador del taller de Los Ángeles, considera que este proceso es muy valioso para las juntas con requisitos estéticos exigentes y afirma: «Una vez aplicado el recubrimiento en polvo, el resultado es idéntico al de una pieza de metal moldeada. Para nosotros, es increíble».
La empresa Fathom + Form, con sede en Los Ángeles, utiliza soldadura láser para fabricar puertas, ventanas y otros elementos arquitectónicos de lujo para clientes exigentes.
En cuanto a los materiales, el acero inoxidable y el aluminio se han convertido en algo habitual, y cada día surgen nuevas aplicaciones para los aceros estructurales y galvanizados, el titanio y el cobre. La chapa metálica y otros materiales delgados siguen siendo el pan de cada día de la soldadura por láser, pero algunos la han utilizado también para mallas metálicas, soldaduras de penetración profunda y trabajos estructurales.
La unión hace la fuerza
Con capacidades cada vez mayores y más opciones de seguridad que nunca, gran parte del escepticismo inicial se ha desvanecido, sustituido por curiosidad.
Los soldadores y los líderes del sector han comenzado a centrar su atención en la resistencia de las soldaduras. Una cosa es unir dos piezas de metal , y otra muy distinta que las soldaduras críticas para la misión soporten miles de libras de fuerza.
Afortunadamente, la soldadura láser no ha defraudado en esta categoría. Entre las soldaduras MIG, TIG y láser de tamaño comparable, esta última suele obtener mejores resultados tanto en las pruebas de flexión como en las de tracción.
El análisis transversal revela una diferencia clave entre las soldaduras por arco y las soldaduras por láser: las soldaduras por láser deben su considerable resistencia a una penetración de la soldadura significativamente más profunda.
Sin embargo, asegurarse de que los ingenieros y soldadores comprendan que el láser es legítimo es un proceso continuo. Los datos han demostrado ser muy importantes, en particular. No todo el mundo está dispuesto a creer en el proceso sin algunas cifras que lo respalden.
Por eso, los proveedores de equipos, las organizaciones e incluso los usuarios han comenzado a investigar en profundidad. Un estudio reciente realizado por líderes de la industria automotriz reveló que, incluso sin alambre de relleno, la soldadura láser manual producía las uniones más resistentes entre los procesos de reparación de automóviles sin adhesivos, como la soldadura por puntos por resistencia, el horneado, el taponado y el remachado.
Según Alexandre, el Handheld Laser Institute también ha estado trabajando duro. «Hemos alcanzado más de 12 000 libras de fuerza por pulgada de resistencia a la tracción con una soldadura en ángulo de 1/16" de longitud en acero inoxidable de ¼". Nuestras pruebas han demostrado de forma sistemática que las soldaduras en ángulo con láser portátil pueden igualar el rendimiento de las soldaduras por arco con longitudes de hasta tres veces su tamaño».
Hacia dónde se dirigen las cosas
Con el creciente interés por el nuevo producto estrella del mundo de la soldadura, es natural preguntarse qué nos depara el futuro. ¿Podrían estas máquinas llegar a estar presentes en todos los talleres?
Una barrera inherente que queda por abordar es la curva de aprendizaje del láser. Aunque a menudo se promociona como fácil de aprender, la soldadura láser exige menos destreza , pero sigue siendo un proceso nuevo. Y cuesta un poco acostumbrarse a él.
«Llevo más de 20 años dedicándome a la soldadura», afirma Jonah Wicklund, responsable de las demostraciones de LightWELD en IPG Photonics. «De hecho, eso me dificultó entender el láser al principio. Pero ahora es algo natural para mí. Lo uso en mi propio garaje».
Wicklund insta a otros soldadores a no considerar la soldadura láser como un sustituto, sino como otra herramienta más en la caja de herramientas. «No es mejor para todo. Yo sigo utilizando MIG y TIG. Se trata de saber qué herramienta es la adecuada para cada trabajo».
Otra barrera rodea a las industrias que deben soldar según la normativa. Los seres humanos llevan un siglo soldando con arco y las normativas de soldadura actuales así lo reflejan. Con la incorporación de los láseres, puede que sea necesario replantearse conceptos que durante mucho tiempo se han dado por sentados.
Por ejemplo, una soldadura en ángulo con láser puede lograr una penetración completa, pero si no tiene una longitud de pierna de 1/8", es posible que no cumpla con el código. Eso es un factor decisivo para algunos proyectos.
Las revisiones exhaustivas del código pueden resultar un proceso continuo, pero se está avanzando a buen ritmo. La soldadura láser manual se incluye ahora en la sección IX de la norma ASME BPVC en su revisión de 2023, y la Oficina Canadiense de Soldadura emitió una declaración de posición general en la que aceptaba la tecnología en 2024. Los documentos de ingeniería, como las especificaciones de procedimientos de soldadura láser (WPS) y los registros de cualificación de procedimientos (PQR), pueden redactarse según códigos estructurales como el AWS D1.6. Los registros formales como este pueden contribuir en gran medida a que los escépticos se sientan más cómodos.
Los nuevos equipos y técnicas también están contribuyendo a ello. Por ejemplo, las nuevas configuraciones y técnicas de cableado están permitiendo que las soldaduras por láser alcancen su reconocida excelente calidad, al tiempo que emulan las soldaduras por arco, con las que los soldadores y diseñadores están más familiarizados.
Estamos viviendo un momento apasionante en la historia de la soldadura, ya que este nuevo proceso sigue sorprendiendo al mundo de la soldadura. Aunque la soldadura láser aún tiene un largo camino por recorrer antes de convertirse en una técnica habitual, ha avanzado mucho en la primera mitad de la década de 2020. Tanto si la utiliza ahora para diferenciarse como si decide esperar a que se calme la situación, el láser ha llegado para quedarse y cada vez es más difícil ignorarlo.
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