Saldatura laser

La saldatura laser è uno dei seguenti Metodo di produzione e viene utilizzato nel settore per collegare componenti metallici e termoplastici. Il metodo si basa sull'alimentazione puntuale di energia tramite un raggio laser, in cui di solito non viene utilizzato alcun materiale aggiuntivo.

Grazie al raggio laser ad alta intensità energetica, la saldatura laser è caratterizzata da una velocità di saldatura molto elevata, una bassa distorsione termica del componente e una cucitura di saldatura stretta e precisa. Viene quindi utilizzato in applicazioni ad alta precisione nella costruzione di utensili (/it/lessico/costruzione-di-utensili), nell'industria automobilistica, nella costruzione di acciaio, nella costruzione navale, nell'aerospaziale e in altre industrie.

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Il fascio luminoso generato viene concentrato da un’ottica di messa a fuoco su un punto con diametro di circa 0,2–0,3 mm. L’alta densità di energia fa fondere rapidamente il materiale in modo localizzato. Durante il processo, viene introdotto un gas di protezione, solitamente argon puro, per proteggere il pezzo dagli effetti dannosi dell’aria, come ossidazione o assorbimento di umidità.

Una volta raggiunto il punto di fusione del materiale, l’assorbimento crescente nel pezzo porta all’evaporazione. Questo processo genera il cosiddetto keyhole, un canale di vapore che assorbe quasi completamente l’energia del laser e produce un plasma indotto dal laser.

Dal canale di vapore, il calore si diffonde nel pezzo formando una zona fusa attorno al canale stesso. Spostando il raggio laser lungo il contorno desiderato, il materiale fuso si solidifica e forma una cucitura saldata. Grazie all’alta densità energetica, fusione e solidificazione avvengono in frazioni di secondo, consentendo velocità di saldatura fino a 60 metri al minuto in condizioni ideali.

La saldatura laser consente di unire non solo materiali metallici, ma anche materiali termoplastici e pezzi in ceramica..

Il Taglio laser segue una costruzione simile del metodo, in cui l'elevata intensità energetica del raggio laser viene utilizzato per separare i corpi solidi e non per il collegamento.

Quando e per cosa viene utilizzata la saldatura laser?

Nel metallo e in parte anche nel settore della lavorazione della plastica, la saldatura laser ha prevalso nell'unione precisa e rapida dei componenti. Le applicazioni tipiche del metodo includono, ad esempio, la produzione di:

Varianti tecniche della saldatura laser

La saldatura laser consente di variare la forma e la qualità del cordone di saldatura modificando l'intensità dell'energia o altri parametri di processo. Di seguito sono presentate brevemente le principali varianti tecniche del processo.

Saldatura per conduzione: In questa variante, l'intensità del laser è mantenuta al di sotto della soglia critica, evitando la formazione di plasma metallico. Non si verifica l'effetto di saldatura profonda e la penetrazione è particolarmente superficiale.

Saldatura profonda: È la variante più comune della saldatura laser. L'intensità è superiore rispetto alla saldatura per conduzione, causando l'effetto di vaporizzazione e la formazione di plasma indotto dal laser.

Saldatura a punti e a cordone: In questa modalità si generano punti di saldatura molto piccoli (diametro < 0,1 mm) o cordoni lunghi con geometria molto stretta. Si ottengono giunzioni ad alta resistenza con bassa influenza termica.

Saldatura con scanner: In questa variante non è necessario muovere né la testa di lavorazione né il pezzo. Il raggio laser viene deviato e posizionato tramite uno specchio rotante galvanometrico.

Vantaggi e svantaggi del processo

La saldatura laser è ampiamente utilizzata nell’industria grazie ai numerosi vantaggi nella giunzione di componenti che richiedono velocità, precisione e basso impatto termico. Di seguito una panoramica dei principali vantaggi e svantaggi:

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