Cos'è la saldatura laser e come funziona la tecnica?

Cos'è la saldatura laser e come funziona la tecnica?

Saldatura laser: tecnica, tipologie, vantaggi e applicazione

Esistono diversi tipi di tecniche e applicazioni di saldatura, tra cui MIG, TIG, a elettrodo rivestito e con fili animati. Questi processi di saldatura sono illustrati in molti dei nostri articoli e risorse a disposizione. Oggi illustreremo il processo di saldatura laser: come funziona la tecnica, le diverse tipologie, i suoi vantaggi e l'applicazione.

Cos'è la saldatura laser

La saldatura laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, amplificazione di luce attraverso l'emissione stimolata di radiazione) è un processo di saldatura per fusione in cui i metalli o i materiali termoplastici vengono uniti mediante un raggio laser focalizzato. È il processo di saldatura più avanzato e trova applicazione in diversi settori, dalle apparecchiature aerospaziali e mediche alla produzione di alta gioielleria.


Come funziona la tecnologia di saldatura laser?

Nel processo di saldatura laser, un fascio di luce estremamente concentrato viene focalizzato sulla cavità tra i materiali da unire. Il potente raggio laser liquefà i materiali in corrispondenza dei cordoni e li fonde formando un giunto. Grazie all'utilizzo di una fonte di calore così altamente concentrata, la saldatura laser con materiali sottili può essere eseguita a velocità elevate. Nei materiali più spessi, la saldatura laser può produrre saldature profonde e strette.

Esistono due tipologie di saldatura laser:

Saldatura a conduzione termica

Nella saldatura a conduzione termica, il raggio laser riscalda la superficie del materiale al di sopra del punto di fusione di tale materiale. Il processo viene utilizzato per produrre saldature che non richiedono un'elevata resistenza di saldatura. Questo tipo di saldatura viene eseguita con un laser a bassa potenza inferiore a 500 W. La saldatura a conduzione termica produce saldature lisce ed esteticamente gradevoli.

Saldatura con foro di penetrazione

Nella saldatura con foro di penetrazione, il raggio laser riscalda la superficie del materiale fino al punto di vaporizzazione, penetrando in profondità nel materiale. Questo crea un foro di penetrazione con una condizione simile al processo al plasma. La temperatura supera i 10.000 K. Questo tipo di saldatura viene eseguita con un laser ad alta potenza superiore a 105 W/mm2.


Vantaggi della saldatura laser

La saldatura laser è versatile e può essere utilizzata in combinazione con la saldatura ad arco per creare una saldatura ad arco laser ibrida. La saldatura risultante possiede i vantaggi sia della saldatura laser che della saldatura ad arco. La saldatura è dotata inoltre di giunti a penetrazione profonda e di una migliore tolleranza all'adattamento del giunto. Si riducono inoltre gli effetti indesiderati come porosità interna e fessurazione.

Rispetto ai processi di saldatura tradizionali, la saldatura a raggio laser offre i seguenti vantaggi:

Meno calore

Un raggio laser estremamente concentrato viene focalizzato su una piccola area, riducendo così la zona termicamente alterata (ZTA). Pertanto, l'operazione di saldatura laser richiede un apporto a bassa temperatura rispetto alla saldatura tradizionale.

Tempi di lavorazione più rapidi

Sebbene l'investimento iniziale sia elevato, il processo si rivela più conveniente rispetto alla saldatura tradizionale. Ciò è possibile perché la saldatura laser offre una maggiore velocità di lavorazione che si traduce in un aumento della produzione e tempi di lavorazione più rapidi.

Minore rischio di distorsione termica

Poiché il processo prevede un basso apporto di calore, la sollecitazione termica è inferiore. Il raggio focalizzato liquefà solo una piccola area del metallo, riducendo quindi al minimo la sollecitazione interna e la distorsione del pezzo indotte dal calore.

Alta precisione

Il raggio laser può essere controllato e focalizzato su una piccola area. Ciò consente di eseguire una saldatura dei componenti ad alta precisione. Grazie alle dimensioni personalizzabili del punto da lavorare, la saldatura laser è ideale per metalli delicati o sottili.

Applicazioni della saldatura laser

Grazie all'elevata precisione, ai tempi di lavorazione più rapidi, all'ampia tolleranza del materiale e alla qualità costante, la saldatura laser ha molte applicazioni.

Alcune delle aree in cui è possibile utilizzare la saldatura laser includono:

Settore automotive

La saldatura laser offre una modalità di funzionamento senza utensili e non richiede la sostituzione delle teste, di conseguenza è estremamente adatta alle operazioni del settore automotive.

Costruzioni in acciaio

Grazie alla sua elevata produttività e produzione, la tecnologia laser trova impiego nel settore delle costruzioni in acciaio. La saldatura laser consente di lavorare lamiere spesse di metallo ad alta velocità con tolleranze elevate.

Cantieristica navale

Nel settore della cantieristica navale, mediante la saldatura laser è possibile produrre timoni e viti di controllo e azionamento con alta precisione e con la tolleranza desiderata. Il risultato è un minor consumo di combustibile e velocità più elevate per le navi.

Costruzione di macchine utensili

L'elevata precisione rende il sistema di saldatura laser adatto alla produzione di macchine utensili. La tecnologia fornisce una soluzione per la produzione di strumenti di pressatura, punzonatura e colata a elevata precisione.

La tecnologia di saldatura laser utilizza un raggio laser come fonte di calore ad alta concentrazione per unire i materiali. Il raggio laser applicato riscalda e fonde i bordi dei materiali, formando un giunto. Grazie all'elevata precisione, all'elevata velocità di saldatura, ai tempi di lavorazione più rapidi, all'ampia tolleranza del materiale e alla qualità costante, la saldatura laser ha un'ampia gamma di applicazioni ed è spesso utilizzata per saldature ad alta precisione.