Come funziona la saldatura laser? Costi, vantaggi e svantaggi

La saldatura laser è un processo di unione dei metalli. Come tutti i processi di saldatura e giunzione, la saldatura laser esercita calore in punti specifici.

Nella saldatura laser due componenti vengono uniti. A questo scopo vengono fusi entrambi i lati del materiale adiacente. La massa fusa si coalizza e forma il giunto. La saldatura a raggio laser è in uso da circa 30 anni. Fino ad ora è stato utilizzato in modo selettivo ed è sempre stato in forte concorrenza con i metodi di saldatura tradizionali. Grazie ai moderni metodi di produzione additiva come la stampa 3D di oggetti metallici, la saldatura laser sta attualmente guadagnando rapidamente importanza.

Il padre spirituale del laser altri non è che Albert Einstein. Circa 100 anni fa pubblicò le sue prime riflessioni sul tema dell'impacchettamento della luce. Ci volle fino al 1928 perché il primo esperimento dimostrasse le teorie di Einstein. Da lì, però, ci sono voluti altri 32 anni prima che nel 1960 il primo raggio laser potesse essere effettivamente generato con un rubino. Il costoso rubino fu sostituito poco tempo dopo dal gas, che rese la produzione di dispositivi laser molto più economica.

L'utilizzo di questa nuova ed affascinante forma di luce non si è fatto attendere. Inizialmente, i laser hanno apportato enormi progressi alla tecnologia di misurazione. Per la prima volta è stato possibile effettuare misurazioni precise su enormi distanze. Ad esempio, gli astronauti della NASA hanno installato uno specchio sulla Luna. Con questo specchio e un laser posizionato sulla Terra, la distanza tra i due corpi celesti potrebbe essere determinata con una precisione al centimetro. Negli anni '60 furono fatti anche i primi tentativi di saldatura con raggio laser. Inizialmente però sono state le lavorazioni di taglio laser ad essere maggiormente apprezzate.

La DVS - Associazione Tedesca per la Saldatura e i Processi Affini è un'associazione professionale tecnico-scientifica attiva in tutti i settori della tecnologia di giunzione.

Il taglio laser è il modo più preciso per tagliare un materiale. Grazie alla sua enorme densità di energia, il processo di taglio laser è molto veloce. Non solo lo spazio di taglio stesso è estremamente ridotto. Anche le zone laterali interessate dal calore in questo processo di separazione sono così minime che di solito possono essere trascurate. Ciò distingue, ad esempio, il taglio laser dal taglio a fiamma. Le piastre separate mediante cannelli da taglio devono solitamente essere sbavate e poi fresate per essere utilizzabili. Nonostante gli enormi vantaggi in termini di precisione, velocità e protezione del materiale, il taglio e la saldatura laser hanno occupato per molto tempo solo una nicchia. Una notevole diffusione dei sistemi per il taglio laser e la saldatura a raggio laser si ebbe solo a partire dalla metà degli anni '80. Prima di allora questi sistemi venivano utilizzati solo in istituti di ricerca e aziende specializzate.

Sono stati soprattutto i produttori di aerei a compiere grandi progressi con questo innovativo processo di separazione e unione. Ma anche il materiale utilizzato di serie nell’avionica gioca un ruolo decisivo in questo senso: il Dural a base di alluminio, con una temperatura di fusione di soli 600 °C, è molto più facile da lavorare rispetto all’acciaio utilizzato nell’ingegneria meccanica convenzionale. Con una temperatura di fusione di 1400 °C, per fondere è necessaria più del doppio della quantità di energia. Ma: per poter utilizzare in modo efficiente i sistemi di saldatura laser anche nelle costruzioni in acciaio, la deviazione tramite la saldatura dell'alluminio si è rivelata ideale.

Conoscenza di base

Saldatura corretta: metodi di saldatura e differenze nella saldatura

Oggi la saldatura laser non è ancora un processo di saldatura standard. Tuttavia, ha da tempo lasciato alle spalle il suo status sperimentale. I fornitori di servizi conto terzi e i trasformatori di lamiera fanno sempre più affidamento su questo processo high-tech, che continua a convincere per la sua efficienza, qualità e precisione.

Il processo di produzione additiva, che ha iniziato a diffondersi quasi 10 anni fa, sta attualmente raggiungendo il suo apice con la saldatura laser. Per molto tempo la stampa 3D è stata disponibile solo per ceramica e plastica. Per realizzare oggetti metallici mediante la tecnologia della stampa 3D, fino a pochi anni fa l’unica opzione rimasta era quella di utilizzare questi materiali per la produzione di anime di fusione. Tuttavia, la saldatura laser di polveri metalliche consente oggi di realizzare prodotti di qualsiasi forma mediante la stampa 3D. Questa scoperta sta attualmente fornendo alla saldatura laser un ulteriore impulso.