Gli effetti di diversi impulsi applicati alla saldatura laser

Forme di impulso, relativi punti di saldatura e sezioni per le saldature con diverse forme di impulso di decelerazione e la stessa energia di impulso. Rapporto di ingrandimento per i punti e le relative sezioni sono rispettivamente: 8X, 25X. La potenza di picco è di 4 kW. Durata dell'impulso è di 3 ms.
Forme di impulso, relativi punti di saldatura e sezioni per le saldature con diverse forme di impulso di decelerazione e la stessa energia di impulso. Rapporto di ingrandimento per i punti e le relative sezioni sono rispettivamente: 8X, 25X. La potenza di picco è di 4 kW. Durata dell’impulso è di 3 ms.

Le leghe di alluminio sono importanti materiali strutturali ad elevata resistenza. Sfortunatamente, a causa della loro elevata riflettività e complessità nel trattamento termico, le leghe di alluminio risultano essere metalli troppo duri per essere saldati mediante tecnologia laser in modo corretto e necessitano di una potenza molto elevata. In questo studio, alcuni ricercatori hanno focalizzato la loro attenzione sulla sagomatura dell’impulso laser. La tecnologia utilizzata è laser Nd:YAG ossia un laser a stato solido che sfrutta come mezzo laser attivo un cristallo di ittrio e alluminio (YAG) drogato al neodimio (Nd). Tutti gli aspetti dell’impulso laser, tra cui l’accoppiamento iniziale, la fusione della saldatura e il raffreddamento sono stati osservati e discussi. Sono state considerate diverse tipologie di impulso al fine di studiare gli effetti che si possono avere sulle caratteristiche di saldatura. I risultati mostrano che, con un adeguato controllo dei parametri, il successo della saldatura di alluminio può essere ottenuta a potenza del laser notevolmente basso con formazione minima di difetti tipici della saldatura (porosità, screpolature ecc). In questo studio, 220 W Nd: YAG è stato utilizzato per creare punti di saldatura con una profondità di poco più di 1 mm. Diverse forme di impulso sono state studiate per creare punti di saldatura con difetti minimi. Underfill e porosità sono le maggiori preoccupazioni dei difetti. Si è constatato che impulsi laser che hanno la stessa energia di impulso, ma diversa combinazione di potenze di picco e durate di impulso danno risultati diversi. Per raggiungere gli obiettivi desiderati, è importante scegliere la migliore combinazione. L’impulso con rampa di decelerazione dà la penetrazione più profonda pari a 834 micron con alte potenze di picco. Dal punto di vista qualitativo, sembra che questa forma d’impulso dia i migliori risultati. I punti di saldatura sono esenti da difetti maggiori, come le crepe visibili o porosità. Tuttavia, la forma dell’impulso di serie dà la penetrazione più profonda. I punti di saldatura sono esenti da crepe visibili, ma le superfici delle saldature hanno alcuni underfill e alcuni di loro hanno porosità.

Fonte: R. Hajavifard, M. Motahari, H. Özden, H. Miyanaji, S. Kafashi, “The Effects of Pulse Shaping Variation in Laser Spot-Welding of Aluminum”, Procedia Manufacturing, VolumeXXX, 2016, SME NAMRC44. 44thSMENorth American Manufacturing, (2016)

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