Come scegliere una saldatrice laser

La saldatura laser è un processo di giunzione senza contatto che consiste nell’assemblare due o più parti, principalmente metalliche, per mezzo di un raggio laser.

Le saldatrici laser, dette anche macchine o impianti di saldatura laser, rappresentano la soluzione ideale per le applicazioni che richiedono elevate velocità di saldatura. Sono inoltre la soluzione più indicata qualora sia necessario realizzare cordoni di saldatura sottili e al contempo limitare al minimo la distorsione delle parti da assemblare.

L’alta velocità, la possibilità di controllare la qualità della saldatura durante l’operazione e l’elevato grado di automazione rendono la saldatura laser un metodo ampiamente utilizzato in vari settori industriali, come il settore medico, l’industria elettronica, la fabbricazione di utensili e l’industria automobilistica.

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Perché scegliere una saldatrice laser?
Le saldatrici laser presentano numerosi vantaggi.
- Alta velocità di saldatura:
  
  Il laser riscalda il metallo in tempi estremamente brevi, limitando il rischio di deformazione.
  
  La grande efficacia delle macchina di saldatura laser fa sì che vengano ampiamente utilizzate per saldare grandi quantità di lamiere, ad esempio nell’industria automobilistica.
- Alta precisione:
  
  Permettono di ottenere un cordone di saldatura preciso, molto sottile, quasi invisibile.
  
  Essendo molto precise, sono particolarmente adatte per la saldatura di pezzi di piccole dimensioni.
  
  Trovano largo impiego nel settore dell’odontoiatrica e della gioielleria perché permettono di ottenere risultati più estetici rispetto alla saldatura tradizionale.
  
  Il raggio laser può essere diviso in più raggi per una saldatura ancora più precisa.
- Versatilità:
  
  Vengono utilizzate principalmente per saldare i metalli, tra cui anche i metalli refrattari.
  
  Permettono di saldare anche materiali non metallici, come la porcellana e il vetro.
  
  Permettono di saldare pezzi di varie forme, anche irregolari.
- Lunga durata di vita:
  
  Non subiscono alcun tipo di usura meccanica perché non entrano mai in contatto cone il pezzo da saldare.
  
  Producono meno rifiuti perché non comportano né utensili né elettrodi soggetti ad usura.
- Possibilità di un controllo numerico:
  
  La qualità della saldatura può essere controllata via computer mentre l’operazione è in corso.
  
  L’elevato livello di automazione permette di rilevare e risolvere eventuali problemi di qualità.
Tuttavia, va notato che queste macchine presentano anche alcuni svantaggi.
- I costi di installazione delle apparecchiature laser, ad esempio, sono ancora molto elevati.
- Questa tecnologia, inoltre, richiede un’elevata precisione di assemblaggio durante la lavorazione per evitare eventuali deviazioni del raggio laser.
- La saldatura laser genera un cordone più sottile e meno profondo e, pertanto, non è adatta alla saldatura di metalli ad alta riflettività.
Vantaggi delle saldatrici laser:
- Rapidità
- Alta precisione
- Versatilità
- Durata di vita
- Automazione
Quale saldatrice laser scegliere: a laser pulsato o continuo?
Le saldatrici laser si avvalgono, a seconda dei modelli, di un laser a impulsi, o pulsato, oppure di un laser continuo. La scelta tra queste due tecnologie verrà effettuata in funzione dello spessore della parte da saldare.
- Laser a impulsi:
  - È più adatto ai metalli leggeri e ai pezzi sottili.
  - Evita che il metallo si deformi o fonda.
  - Viene utilizzato principalmente per saldare le lamiere, le lame di rasoio, le maglie dei gioielli in oro e i pacemaker in titanio.
- Laser continuo:
  - È consigliato per la saldatura di parti spesse.
  - È particolarmente efficace sui metalli refrattari.
  - Qualora venga utilizzato su pezzi sottili rischia di danneggiarli, ad esempio di deformarli o fonderli.
  - Le saldatrici laser a impulsi sono più costose all’acquisto, ma consentono di ridurre i costi operativi.
Quale fonte di alimentazione scegliere per la propria saldatrice laser?
A seconda della loro sorgente, i laser si suddividono in laser a fibra, laser CO2 e laser Nd:YAG. La scelta della sorgente dipenderà principalmente dal tipo di laser, pulsato o continuo, da voi scelto.
- Laser a fibra
  - Si avvale di fasci sottili e taglienti che consentono di eseguire lavori continui e in profondità.
  - Come il laser CO2, è in grado di penetrare efficacemente e rapidamente lamiere anche spesse.
  - Le saldatrici che sfruttano questa tecnologia sono generalmente più facili da utilizzare e anche la loro manutenzione è meno complicata.
  - Questo laser offre un rendimento medio del 25%.
- Laser CO2
  - Utilizza una miscela gassosa di anidride carbonica, elio e azoto, eccitata elettricamente e ottimizzata per un funzionamento continuo.
  - Come il laser a fibra, è in grado di penetrare efficacemente e rapidamente lamiere anche spesse.
  - Rispetto al laser a fibra, tuttavia, è più efficace sui pezzi in acciaio di maggiore spessore.
  - Grazie alla sua maggiore versatilità, il laser CO2 trova più ampia diffusione.
  - Offre un rendimento medio del 7% per una potenza di 8.000 W.
- Laser Nd:YAG
  - Consente un controllo efficace della potenza, della durata e della forma degli impulsi laser.
  - È la fonte più adatta per i laser pulsati.
  - I suoi impulsi, tuttavia, avendo lunghezze d’onda molto diverse tra loro, non raggiungono tutti il pezzo da saldare e una parte di essi si dissipa sotto forma di calore.
  - Il rendimento di questo tipo di laser è inferiore rispetto a quello dei laser à fibra e CO2 e si aggira intorno al 3-4%.
Quali sono le impostazioni da regolare?
Prima di utilizzare una saldatrice laser, è necessario effettuare diverse regolazioni. Di seguito troverete alcune precauzioni da prendere per una saldatura impeccabile.
- Potenza
  - È importante regolare correttamente l’energia per adattare la potenza al processo.
  - La regolazione della potenza evita gli sprechi energia. Maggiore è la potenza, maggiore sarà il consumo energetico e minore sarà l’efficienza.
- Diametro del raggio laser
  - Il diametro del fascio laser influisce sulla qualità della saldatura.
  - È consigliato scegliere un raggio laser con un diametro compreso tra 0,2 e 2 mm.
- Frequenza degli impulsi
  - Frequenze di pulsazione troppo elevate provocano una potenza in uscita troppo bassa. La saldatura, di conseguenza, sarà di qualità scadente, se non addirittura impossibile.
- Forma d’onda degli impulsi laser
  - Si consiglia di adattare la forma dell’onda al metallo da saldare.
  - Utilizzare una forma d’onda inadeguata significa perdere dal 60% al 98% della potenza del laser, una perdita di potenza che può rendere impossibile la saldatura.
Quale configurazione scegliere per una saldatrice laser?
A secondo del loro modo di funzionamento, le saldatrici laser possono essere divise in tre tipi:
- saldatrici manuali,
- saldatrici semiautomatiche,
- saldatrici automatiche.
La scelta del modo di funzionamento dipenderà:
- dal tipo di produzione (ad esempio dal fatto che saldiate in piccole o grandi serie),
- dal modo in cui desiderate organizzare la postazione di lavoro e dallo spazio disponibile.
Saldatrice laser manuale della marca Rofin Laser Micro

Saldatrice laser manuale
- È più compatta dei modelli semiautomatici e automatici.
- L’apertura può essere manuale o automatica.
- Il posizionamento delle parti da saldare viene effettuata dall’operatore.
- È più adatta per la saldature di piccole serie.
Saldatrice laser semiautomatica della marca GEM Laser

Saldatrice laser semiautomatica
- È più ingombrante della saldatrice laser manuale.
- È dotata di piatti girevoli per il posizionamento dei pezzi.
- È la soluzione ideale per la saldatura di medie e grandi serie.
Saldatrice laser automatica della marca Foshan Beyond Laser Technology

Saldatrice laser automatica
- È la più ingombrante.
- È un sistema robotizzato in grado di posizionare automaticamente il pezzo sotto la sorgente laser.
- L’intervento umano è ridotto: le saldatrici laser automatiche svolgono al posto dell’operatore i compiti più pesanti e/o ripetitivi.
- È la soluzione ideale per la saldatura di grandi serie.
- Consente di aumentare la produttività.
- La presenza di una stazione automatica di carico e scarico riduce i tempi di fermo macchina.
- È molto più costosa all’acquisto.