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Questions and Answers
La potencia de un láser se mide en vatios (W).
La potencia de un láser se mide en vatios (W).
True (A)
Un haz láser con una potencia de 1000 W enfocado en un punto de diámetro 0,1 mm, tendrá una intensidad láser de 125.000 W/mm2.
Un haz láser con una potencia de 1000 W enfocado en un punto de diámetro 0,1 mm, tendrá una intensidad láser de 125.000 W/mm2.
True (A)
El modo TEM 00, también conocido como modo gausiano, es el modo más puro de emisión láser.
El modo TEM 00, también conocido como modo gausiano, es el modo más puro de emisión láser.
True (A)
Los láseres de alta potencia generalmente emiten en modos de orden superior.
Los láseres de alta potencia generalmente emiten en modos de orden superior.
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La calidad del haz láser no está afectada por el modo de emisión.
La calidad del haz láser no está afectada por el modo de emisión.
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La longitud de onda de la radiación láser es la distancia entre dos crestas o valles consecutivos de la onda electromagnética.
La longitud de onda de la radiación láser es la distancia entre dos crestas o valles consecutivos de la onda electromagnética.
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El factor de calidad K de un láser de CO2 convencional oscila entre 0,5 y 0,6.
El factor de calidad K de un láser de CO2 convencional oscila entre 0,5 y 0,6.
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En la designación TEMxx, el número de ‘1’ indica el número de ejes que dividen la sección transversal del haz en áreas de concentración de energía.
En la designación TEMxx, el número de ‘1’ indica el número de ejes que dividen la sección transversal del haz en áreas de concentración de energía.
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Un valor de K cercano a la unidad indica una baja calidad de haz.
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La posición del foco no influye en la calidad del corte láser.
La posición del foco no influye en la calidad del corte láser.
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Para cortar chapa fina de acero al carbono, el foco se debe colocar sobre la superficie inferior de la pieza.
Para cortar chapa fina de acero al carbono, el foco se debe colocar sobre la superficie inferior de la pieza.
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En un láser de CO2, el medio activo siempre se excita por descarga eléctrica.
En un láser de CO2, el medio activo siempre se excita por descarga eléctrica.
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La longitud de onda de la radiación láser tiene un impacto más significativo en la absorción del material que la intensidad del haz láser.
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Las variaciones en el TEM del haz pueden afectar la posición del foco.
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Distancias focales cortas producen una mayor profundidad de foco.
Distancias focales cortas producen una mayor profundidad de foco.
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El vidrio es transparente a la radiación láser de Nd:YAG, ya que este láser emite en el espectro visible e infrarrojo cercano.
El vidrio es transparente a la radiación láser de Nd:YAG, ya que este láser emite en el espectro visible e infrarrojo cercano.
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En el corte de acero inoxidable, el foco se sitúa en la superficie superior de la pieza.
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La polarización del haz láser se refiere a la dirección del vector campo magnético.
La polarización del haz láser se refiere a la dirección del vector campo magnético.
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Las variaciones térmicas en los elementos ópticos no afectan la posición del foco.
Las variaciones térmicas en los elementos ópticos no afectan la posición del foco.
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Un haz láser polarizado circularmente es ideal para realizar cortes lineales de materiales.
Un haz láser polarizado circularmente es ideal para realizar cortes lineales de materiales.
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El aluminio absorbe mejor la radiación láser de 10,6 μm (CO2) en comparación con la de 1,06 μm (Nd:YAG).
El aluminio absorbe mejor la radiación láser de 10,6 μm (CO2) en comparación con la de 1,06 μm (Nd:YAG).
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Los láseres de CO2 emiten un haz láser con polarización aleatoria.
Los láseres de CO2 emiten un haz láser con polarización aleatoria.
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La polarización del haz láser solo afecta al proceso de corte, sin influir en la soldadura láser.
La polarización del haz láser solo afecta al proceso de corte, sin influir en la soldadura láser.
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La polarización lineal del haz láser es cuando el vector campo eléctrico barre una elipse.
La polarización lineal del haz láser es cuando el vector campo eléctrico barre una elipse.
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Cuando se corta acero inoxidable con láser, la presión del nitrógeno aumenta al aumentar el grosor de la pieza.
Cuando se corta acero inoxidable con láser, la presión del nitrógeno aumenta al aumentar el grosor de la pieza.
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El corte con láser de acero al carbono utilizando oxígeno siempre implica una reacción química exotérmica.
El corte con láser de acero al carbono utilizando oxígeno siempre implica una reacción química exotérmica.
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La presión máxima de oxígeno permitida en el corte con láser de acero al carbono es de 12 bar.
La presión máxima de oxígeno permitida en el corte con láser de acero al carbono es de 12 bar.
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Las lentes de los cabezales de corte láser modernos pueden soportar presiones de hasta 20 bar.
Las lentes de los cabezales de corte láser modernos pueden soportar presiones de hasta 20 bar.
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El nitrógeno se utiliza como gas de corte para aceros al carbono cuando se requiere una capa de óxido en la superficie del material.
El nitrógeno se utiliza como gas de corte para aceros al carbono cuando se requiere una capa de óxido en la superficie del material.
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El corte con láser de acero inoxidable con nitrógeno es un proceso exotérmico que genera calor adicional.
El corte con láser de acero inoxidable con nitrógeno es un proceso exotérmico que genera calor adicional.
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El corte de acero al carbono con láser utilizando nitrógeno es más eficaz que el corte con oxígeno.
El corte de acero al carbono con láser utilizando nitrógeno es más eficaz que el corte con oxígeno.
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La potencia de las máquinas de corte láser actuales se limita a 6 kW.
La potencia de las máquinas de corte láser actuales se limita a 6 kW.
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Las variaciones en la temperatura del agua de refrigeración no afectan la posición del foco.
Las variaciones en la temperatura del agua de refrigeración no afectan la posición del foco.
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El tamaño de la boquilla y la distancia boquilla-pieza son irrelevantes en el corte láser.
El tamaño de la boquilla y la distancia boquilla-pieza son irrelevantes en el corte láser.
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Las distancias boquilla-pieza estándar no suelen superar el valor del diámetro de la boquilla.
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El oxígeno es un gas de proceso eficaz para el corte de acero al carbono.
El oxígeno es un gas de proceso eficaz para el corte de acero al carbono.
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Cuando se utilizan distancias boquilla-pieza pequeñas, el diseño de la boquilla es más crítico.
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La presión de trabajo debe ser especialmente controlada cuando las distancias boquilla-pieza son altas.
La presión de trabajo debe ser especialmente controlada cuando las distancias boquilla-pieza son altas.
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La distancia boquilla-pieza se establece en el rango de 1-2 mm para lograr buenos resultados.
La distancia boquilla-pieza se establece en el rango de 1-2 mm para lograr buenos resultados.
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Una película de óxido puede formarse en la superficie de corte cuando se utiliza oxígeno.
Una película de óxido puede formarse en la superficie de corte cuando se utiliza oxígeno.
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El corte de perfiles de acero tiene una velocidad de corte más alta que el corte de chapa.
El corte de perfiles de acero tiene una velocidad de corte más alta que el corte de chapa.
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Para cortar chapas con un espesor de 12 a 24 mm, se requiere un láser de potencia mínima de 3 kW.
Para cortar chapas con un espesor de 12 a 24 mm, se requiere un láser de potencia mínima de 3 kW.
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La presión de oxígeno utilizada en el corte se limita normalmente a 2 bar.
La presión de oxígeno utilizada en el corte se limita normalmente a 2 bar.
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El foco se posiciona en la superficie superior de la chapa para el corte láser.
El foco se posiciona en la superficie superior de la chapa para el corte láser.
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Utilizar oxígeno de alta pureza no afecta la velocidad de corte de los aceros al carbono.
Utilizar oxígeno de alta pureza no afecta la velocidad de corte de los aceros al carbono.
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Las lentes de distancia focal de 125 mm son utilizadas para chapas con un espesor mayor a 6 mm.
Las lentes de distancia focal de 125 mm son utilizadas para chapas con un espesor mayor a 6 mm.
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La distancia focal del láser influye en la calidad del corte.
La distancia focal del láser influye en la calidad del corte.
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Se pueden producir desviaciones en los parámetros de corte según el tipo de láser utilizado.
Se pueden producir desviaciones en los parámetros de corte según el tipo de láser utilizado.
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Flashcards
Potencia del láser
Potencia del láser
Energía emitida en forma de luz por unidad de tiempo medida en vatios (W).
Intensidad del haz láser
Intensidad del haz láser
Cociente entre la potencia del láser y el área irradiada en el foco.
Modo del haz láser
Modo del haz láser
Representa la distribución de energía en la sección transversal del haz, afectando a su intensidad y calidad.
TEM (Transversal Electromagnetic Mode)
TEM (Transversal Electromagnetic Mode)
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Foco láser
Foco láser
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Calidad del haz
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Longitud de onda
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Factor de calidad K
Factor de calidad K
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Transparencia del vidrio
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Absorción del Aluminio
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Polarización del haz
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Tipos de polarización
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Corte géometrico complejo
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Espejos despolarizadores
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Corte de aceros de alta aleación
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Oxígeno como gas de corte
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Impacto del óxido en corte
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Regla de presión de oxígeno
Regla de presión de oxígeno
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Regla de presión de nitrógeno
Regla de presión de nitrógeno
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Potencia de máquinas láser
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Limitaciones de presión de trabajo
Limitaciones de presión de trabajo
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Ventajas de lentes gruesas
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Parámetro K
Parámetro K
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Posición del foco
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Distancias focales cortas
Distancias focales cortas
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Corte de chapa fina
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Corte de acero inoxidable
Corte de acero inoxidable
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Láser de CO2
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Electrodos en el láser
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Variaciones en el modo (TEM)
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Tamaño de la Boquilla
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Distancia Boquilla-Pieza
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Diseño de Tobera
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Presión de Trabajo
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Gases de Corte
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Caudal de Gas
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Efectos del Oxígeno
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Corte por láser de Nd:YAG
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Espesor de corte máximo
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Lentes de 125 mm y 182 mm
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Presión de oxígeno
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Pureza del oxígeno
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Incremento de velocidad de soldadura
Incremento de velocidad de soldadura
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Posicionamiento del foco
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Dificultad en el corte de perfiles
Dificultad en el corte de perfiles
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Study Notes
General Information
- Document is a study guide on Laser Welding, part of a CESOL training module (IWE-Módulo 1).
- Authors: José Ramón Ibars Almonacil, Rafael Bermejo Guillamón
- Contact information: [email protected]
- Copyright belongs to Asociación Española de Soldadura y Tecnologías de Unión (CESOL).
I. Definition
- LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.
- Laser is a monochromatic light source with a well-defined wavelength and parallel beams (low divergence).
II. Laser Beam Generation
- Active medium is needed to generate the laser beam. This medium can be a gas (e.g., CO2), a solid (e.g., Nd:YAG), or a liquid.
- The active medium is excited (e.g., by an electrical discharge), causing molecules to transition to a higher energy level, before emitting a photon of a specific wavelength.
- Stimulated emission is a crucial process where emitting a photon causes other similar photons to emit in phase. This process amplifies the light beam.
III. Laser Beam Parameters
- Power and Intensity: Measured in Watts (W) and Watts per square millimeter (W/mm²), respectively. Higher intensity means higher energy density at the focus.
- Mode: Refers to the spatial distribution of energy in the beam's cross-section; the Gaussian mode (TEM00) is ideal for focusing.
- Wavelength: Determines the interaction of the beam with the material.
- Polarization: The direction of the light's electric field vector. Affects material interaction. Can be linear, circular, elliptical or random.
- Focus: The point where the beam is most concentrated, affecting the intensity. Focus depth is the distance over which the beam remains focused
- Focal length: The distance between the lens's center and the focal point, affecting the focal size.
IV. Types of Lasers in Material Processing
- CO2: Common, affordable, and widely used for material processing.
- Excimer: Excellent for UV applications, particularly useful for materials processing.
- Nd:YAG: Solid-state laser with a specific wavelength (1.06 µm) frequently used for high-power applications.
- Diode: Cost-effective and versatile but often requires multiple emitters for higher power applications.
V. Laser Cutting
- Introduction: Laser cutting is a prominent technology for metallic and non-metallic materials.
- Process: The laser's high-energy beam melts and vaporizes the material, and a gas stream removes the molten material, creating the cut.
- Oxygen Cutting: A reaction with oxygen produces heat to melt the metal, and the gas helps remove it.
- Inert Gas Cutting: Uses a gas like nitrogen or argon to displace the molten material.
- Parameters: Several factors influence the cutting process, including laser power, cutting speed, focal offset, and gas pressure.
VI. Laser Welding
- Introduction: Laser welding is an advanced method for joining metals.
- Process: The high-energy beam melts the base metal, and a filler material (if used) at the joint.
- Conduction Welding and Keyhole Welding: Two main welding methods.
- Parameters: Laser power, beam diameter, welding speed, gas flow, and filler material play crucial roles.
- Applications: Useful in automotive, aviation, and high-precision industries for joining various metallic materials.
VII. Laser Surface Treatments
- Hardening: Rapid heating and cooling of a surface to improve its hardness.
- Surface Modification: Altering the physical properties of a surface (e.g., improving adhesion or wear resistance via processing with a laser)
- Alloying: Introducing alloying elements to modify surface composition. Often using a powder technique (with help from an inert gas stream).
VIII. Safety and Hygiene
- Electrical hazards: High voltages and potential electrical discharges.
- Optical hazards: Laser beams can cause severe eye damage. Safety glasses and/or other specialized protection measures are required.
- Chemical hazards: Gases used in the process can be harmful. Specialized fume extraction systems are often crucial.
Studying That Suits You
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Description
Este cuestionario explora conceptos fundamentales sobre la potencia y la calidad de los láseres. Aprenderás sobre la intensidad del láser, los modos de emisión y los factores que afectan la calidad del haz. Ideal para aquellos que estudian aplicaciones de láser en ingeniería y tecnología.
