Saldatura ibrida ad arco laserLa saldatura laser è un metodo di saldatura che combina raggio laser e arco elettrico. La combinazione di raggio laser e arco elettrico dimostra un significativo miglioramento in termini di velocità di saldatura, profondità di penetrazione e stabilità del processo. Dalla fine degli anni '80, il continuo sviluppo di laser ad alta potenza ha favorito lo sviluppo della tecnologia di saldatura ibrida laser-arco. Problemi come lo spessore del materiale, la riflettività del materiale e la capacità di colmare le lacune non rappresentano più ostacoli per questa tecnologia di saldatura. È stata utilizzata con successo nella saldatura di componenti in materiale di medio spessore.
Tecnologia di saldatura ibrida ad arco laser
Nel processo di saldatura ibrida laser-arco, il raggio laser e l'arco interagiscono in un bagno di fusione comune per produrre saldature strette e profonde, migliorando così la produttività, come mostrato in Figura 1.
Figura 1 Schema del processo di saldatura ibrida ad arco laser
Principi di base della saldatura ibrida laser-arco
La saldatura laser è nota per la sua zona termicamente alterata molto ristretta e per la capacità di focalizzare il raggio laser su una piccola area, producendo saldature strette e profonde che consentono di raggiungere velocità di saldatura più elevate, riducendo così l'apporto di calore e il rischio di deformazione termica dei pezzi saldati. Tuttavia, la saldatura laser presenta una scarsa capacità di colmare le lacune, pertanto è necessaria un'elevata precisione nell'assemblaggio dei pezzi e nella preparazione dei bordi. La saldatura laser risulta particolarmente difficile per materiali ad alta riflettività come alluminio, rame e oro. Al contrario, la saldatura ad arco presenta un'eccellente capacità di colmare le lacune, un'elevata efficienza elettrica e permette di saldare efficacemente materiali ad alta riflettività. Tuttavia, la bassa densità di energia durante la saldatura ad arco rallenta il processo, con conseguente elevato apporto di calore nell'area di saldatura e deformazione termica dei pezzi. Pertanto, l'utilizzo di un raggio laser ad alta potenza per la saldatura a penetrazione profonda e la sinergia con un arco ad alta efficienza energetica, grazie al loro effetto ibrido, compensano le carenze del processo e ne esaltano i vantaggi, come illustrato nella Figura 2.
Gli svantaggi della saldatura laser sono la scarsa capacità di colmare le lacune e gli elevati requisiti per l'assemblaggio dei pezzi; gli svantaggi della saldatura ad arco sono la bassa densità di energia e la ridotta profondità di fusione quando si saldano lamiere spesse, il che genera un elevato apporto di calore nell'area di saldatura e causa la deformazione termica delle parti saldate. La combinazione delle due tecniche può influenzarsi e supportarsi a vicenda, compensando i difetti dell'altro processo di saldatura e sfruttando appieno i vantaggi della fusione profonda laser e della copertura della saldatura ad arco, ottenendo i vantaggi di un basso apporto di calore, una ridotta deformazione della saldatura, un'elevata velocità di saldatura e un'alta resistenza della saldatura, come mostrato in Figura 3. Il confronto degli effetti della saldatura laser, della saldatura ad arco e della saldatura ibrida laser-arco su lamiere di medio e alto spessore è riportato nella Tabella 1.
Tabella 1 Confronto degli effetti di saldatura di lamiere di medio e alto spessore
Figura 3 Diagramma del processo di saldatura ibrida ad arco laser
Caso di saldatura ibrida ad arco laser Maven
L'attrezzatura per la saldatura ibrida ad arco laser Maven è composta principalmente da unBraccio robotico, un laser, un refrigeratore, untesta di saldatura, una sorgente di alimentazione per saldatura ad arco, ecc., come mostrato nella Figura 4.
Campi di applicazione e tendenze di sviluppo della saldatura ibrida laser-arco
Campi di applicazione
Con la maturazione della tecnologia laser ad alta potenza, la saldatura ibrida laser-arco è ampiamente utilizzata in diversi settori. Presenta i vantaggi di un'elevata efficienza di saldatura, un'elevata tolleranza al gap e una profonda penetrazione. È il metodo di saldatura preferito per lamiere di medio e alto spessore. È inoltre un metodo di saldatura che può sostituire la saldatura tradizionale nel campo della produzione di attrezzature su larga scala. Trova ampio impiego in settori industriali quali macchinari per l'ingegneria, ponti, container, condotte, navi, strutture in acciaio e industria pesante.
Data di pubblicazione: 7 giugno 2024
