La saldatura laser è una delle prime applicazioni nella lavorazione industriale dei materiali con il laser. Nella maggior parte delle prime applicazioni, le saldature generate al laser sono di qualità superiore, con conseguente aumento della produttività. Con lo sviluppo dei tipi di laser, le sorgenti laser hanno ora una potenza maggiore, lunghezze d'onda diverse e una gamma di capacità di impulso più ampia. Inoltre, la propagazione del raggio, l'hardware e il software di controllo della macchina ei sensori di processo promuovono tutti un migliore nuovo sviluppo del processo di saldatura laser.
La saldatura laser presenta vantaggi esclusivi, tra cui un basso apporto di calore, una stretta zona di fusione e una zona alterata dal calore, nonché le eccellenti proprietà meccaniche di materiali precedentemente difficili da usare, processi che producono un grande apporto di calore alle parti. Queste proprietà rendono la saldatura formata dalla saldatura laser più forte e più attraente nell'aspetto. Inoltre, il tempo di presa necessario per la saldatura laser è molto inferiore. Insieme al sensore di tracciamento laser, è possibile realizzare l'automazione, riducendo così il costo del prodotto. Tutte queste nuove tecnologie hanno ulteriormente ampliato il campo di applicazione della saldatura laser. In molti settori è stata applicata con successo la saldatura laser a fibra che utilizza metalli, forme, dimensioni e volumi dei componenti diversi.
Saldatura a batteria
L'uso crescente di batterie al litio nei veicoli elettrici e in molti dispositivi elettronici significa che gli ingegneri utilizzano la saldatura laser a fibra nella progettazione del prodotto. I componenti che trasportano corrente generati dal rame o dalla lega di alluminio sono collegati a una serie di batterie nella batteria mediante saldatura laser a fibra ottica. Saldatura laser in lega di alluminio (solitamente Serie 3000) e rame puro per formare il contatto elettrico con gli elettrodi positivo e negativo della batteria. Tutti i materiali e le combinazioni di materiali utilizzati nella batteria sono materiali candidati per il nuovo processo di saldatura laser a fibra. I giunti saldati sovrapposti, di testa e di raccordo realizzano vari collegamenti all'interno della batteria. La saldatura laser del materiale dell'aletta ai terminali negativo e positivo produrrà un contatto elettrico impacchettato. La fase finale di assemblaggio e saldatura del pacco batterie, ovvero la sigillatura dei giunti della lattina di alluminio, crea una barriera per l'elettrolita interno. Poiché si prevede che la batteria funzioni in modo affidabile per 10 anni o più, la selezione della saldatura laser può sempre avere un'alta qualità. Utilizzando l'attrezzatura e il processo di saldatura laser a fibra ottica corretti, la saldatura laser può produrre costantemente saldature di alta qualità della lega di alluminio della serie 3000.
Lavorazioni e saldature di precisione
Le guarnizioni utilizzate nelle navi, nelle raffinerie chimiche e nell'industria farmaceutica sono state inizialmente saldate a TIG. Poiché vengono utilizzati in ambienti sensibili, questi componenti sono lavorati con precisione e rettificati con materiali in lega a base di nichel resistenti alle alte temperature e alla corrosione chimica. La dimensione del batch è generalmente piccola e il numero di impostazioni è grande. Resta inteso che attualmente l'assemblaggio di questi componenti è stato migliorato mediante saldatura laser a fibra ottica. I motivi per utilizzare la saldatura laser a fibra per sostituire il primo processo di saldatura ad arco robotico includono: la qualità della saldatura laser è costante; È facile convertire da una configurazione di componenti ad un'altra, il che riduce i tempi di presa e migliora l'output; Il costo può essere ridotto assemblando il sensore di tracciamento laser per automatizzare il processo di saldatura laser.
Saldatura a tenuta di gas
L'elettronica ermeticamente sigillata nei dispositivi medici come pacemaker e altri dispositivi elettronici ha reso la saldatura laser a fibra il processo preferito per le applicazioni che richiedono la massima affidabilità. L'ultimo sviluppo del processo di saldatura a tenuta di gas ha risolto i problemi relativi alla saldatura laser e al punto finale della saldatura, che è la posizione chiave per completare la tenuta a tenuta di gas. La precedente tecnologia di saldatura laser produrrà una depressione nel punto finale quando il raggio laser viene spento, anche quando la potenza del laser viene ridotta. Il controllo avanzato del raggio laser elimina le depressioni nelle saldature sottili e profonde. Il risultato è una qualità di saldatura costante, assenza di porosità nel punto finale, aspetto migliore e sigillatura più affidabile.
Saldatura aerospaziale
La saldatura laser a fibra di leghe aeronautiche a base di nichel e titanio richiede il controllo della geometria e della microstruttura della saldatura, compresa la riduzione al minimo della porosità e il controllo della dimensione del grano. In molte applicazioni aerospaziali, la prestazione a fatica delle saldature è il criterio di progettazione chiave. Pertanto, i progettisti specificano quasi sempre che la superficie di saldatura sia convessa o leggermente convessa per aumentare la forza di saldatura. A tale scopo viene utilizzata una linea di riempimento con un diametro di 1,2 mm per il processo automatizzato. L'aggiunta di filo d'apporto al giunto di testa si tradurrà in corone coerenti sui passaggi superiore e inferiore. Garantendo la buona microstruttura della saldatura, la scelta della lega del filo di saldatura contribuisce anche alle proprietà meccaniche della saldatura.
Saldatura di metalli dissimili
La capacità di fabbricare prodotti utilizzando diversi metalli e leghe migliora notevolmente la flessibilità di progettazione e produzione. L'ottimizzazione delle proprietà dei prodotti finiti, come la corrosione, l'usura e la resistenza al calore, controllando al contempo i costi, è una motivazione comune per la saldatura di metalli dissimili. Un esempio è il collegamento di acciaio inossidabile e acciaio zincato. Grazie alla loro eccellente resistenza alla corrosione, l'acciaio inossidabile 304 e l'acciaio al carbonio galvanizzato sono stati ampiamente utilizzati in varie applicazioni, come elettrodomestici da cucina e componenti aeronautici. Questo processo presenta alcune sfide speciali, soprattutto perché il rivestimento di zinco comporta seri problemi di porosità della saldatura. Durante la saldatura, l'energia per fondere l'acciaio e l'acciaio inossidabile farà evaporare lo zinco a circa 900 gradi, che è molto più basso del punto di fusione dell'acciaio inossidabile. Il basso punto di ebollizione dello zinco porta alla formazione di vapore durante la saldatura a buco della serratura. Quando si tenta di fuoriuscire dal metallo fuso, il vapore di zinco può rimanere nella saldatura solidificata, causando un'eccessiva porosità della saldatura. In alcuni casi, il vapore di zinco fuoriesce con la solidificazione del metallo, formando pori o rugosità sulla superficie di saldatura. La finitura e la saldatura meccanica possono essere facilmente eseguite attraverso un'adeguata progettazione del giunto e la selezione dei parametri di processo laser. Non ci sono crepe o pori sulle superfici superiore e inferiore delle saldature sovrapposte di acciaio inossidabile 304 con uno spessore di 0,6 mm e acciaio zincato con uno spessore di 0,5 mm.