Lo sviluppo della tecnologia laser ha fatto sì che i metodi di saldatura tradizionali, come MIG / MAG, MMA o TIG, non svolgano più un ruolo significativo nella lavorazione dei metalli. Le saldatrici laser sono più precise, efficienti e flessibili. Attualmente, possiamo distinguere tre tipi base di laser - YAG, CO2 e laser a fibra. Nell'industria, questi ultimi stanno guadagnando un vantaggio crescente, offrendo velocità operative più elevate e maggiore affidabilità rispetto agli altri due tipi. Hanno anche un ampio spettro di applicazioni. Vengono utilizzati nell'aviazione, nell'automotive, nella produzione di attrezzature sanitarie e nella lavorazione degli alimenti, tra gli altri.
Come funziona una saldatrice laser?
Il meccanismo di una saldatrice laser si basa sulla fusione dell'area di contatto utilizzando un raggio laser in una protezione di gas inerte. La capacità di regolare il raggio rende facile adattarsi al materiale in lavorazione. L'alta densità di energia del raggio consente di unire elementi fino a 25 mm. La zona di giunzione è molto stretta e la deformazione è così piccola che non è necessaria alcuna lavorazione meccanica aggiuntiva dopo la saldatura.
Durante la saldatura, il raggio laser passa all'oggetto saldato attraverso un sistema speciale di otturatori, specchi ed elementi ottici. Il fascio di luce è focalizzato nell'area di saldatura e viene riflesso. La capacità di assorbire l'energia del raggio laser da parte del pezzo è molto importante perché da essa dipende l'efficacia della saldatura.
Il processo di saldatura può avvenire creando un bagno di saldatura, o con piena penetrazione del giunto in più strati o con un singolo passaggio, e anche senza materiale aggiuntivo. Il processo di saldatura stesso dipende significativamente dal materiale. Se vengono saldate lamiere sottili di acciaio a basso tenore di carbonio, non è necessario utilizzare la protezione del bagno di saldatura. Questo è legato al breve tempo e alla velocità dell'intero processo.
Tipi di saldatrici
La saldatura laser sta attualmente soppiantando i metodi di saldatura tradizionali. Diversi tipi di laser sono utilizzati in tali dispositivi - a diodi, YAG e a fibra ottica. Quest'ultimo è caratterizzato dalla maggiore flessibilità in termini di gamma di dimensioni della saldatura. Consente anche elevate velocità dell'intero processo, che a sua volta è il risultato dell'alto rapporto tra profondità di penetrazione e potenza. Tuttavia, i singoli modelli di saldatrici laser con laser a fibra ottica differiscono per molti aspetti, che determina principalmente il loro scopo e l'efficacia quando si lavora su materiali specifici.
Dimensione del dispositivo
Il processo di saldatura richiede grande precisione. Le saldatrici laser possono unire elementi di varie dimensioni, inclusi fogli di metallo, tubi o altri elementi strutturali con forme insolite. La dimensione del dispositivo stesso è importante sia per il comfort di lavoro che per l'efficienza della saldatura. Ci sono macchine grandi che hanno anche tavoli di lavoro. Hanno trovato la loro applicazione principalmente quando si lavora su elementi più grandi. Un'alternativa a queste sono le saldatrici laser portatili compatte con un alloggiamento chiuso. Occupano molto meno spazio e, grazie alla tecnologia avanzata, hanno parametri di lavoro elevati. Funzionano quindi bene sia in grandi che in piccoli capannoni industriali.
Potenza della saldatrice
Questo è uno dei parametri chiave considerati nella divisione delle saldatrici laser. La potenza di uscita del laser determina lo scopo della macchina. Per materiali più spessi e più grandi, le saldatrici con un livello di potenza di 3000W saranno le migliori. Per unire materiali più sottili, sono dedicate saldatrici con meno potenza, ad esempio 1000W.
Alimentatore automatico di filo
È una parte importante dell'attrezzatura della saldatrice laser, responsabile dello spostamento del filo attraverso l'impugnatura, che a sua volta si traduce nella possibilità di alimentarlo al sito di saldatura. In alcuni dispositivi, come nel caso della saldatrice laser FANUCI 4.0 PRO GenX, l'alimentatore è inoltre integrato con il software del dispositivo. In questo caso, il dispositivo funziona con un riempimento di 0,8-2,0 mm di spessore in modalità "push" o "pull".
Sistema di controllo
Le saldatrici laser differiscono anche nei sistemi di controllo. I produttori offrono più spesso software dedicati integrati con i dispositivi. I sistemi operativi sono gestiti tramite un pannello utente. Nelle macchine tecnologicamente avanzate, questi sono pannelli touch - intuitivi e facili da usare. È importante prestare attenzione alle possibilità di impostazione dei singoli parametri. Una funzione utile è anche ricordare le impostazioni precedenti e persino programmi pronti.
Parametri tecnici
I parametri tecnici determinano l'efficacia del lavoro della saldatrice laser in condizioni specifiche. Quelli di base includono la potenza di uscita del laser, che attualmente è a un livello da 1000W a 3000W. I dispositivi differiscono anche per tensione elettrica; nel caso della saldatrice laser FANUCI 4.0 PRO GenX, è 230V o 380V. Il consumo di energia aumenta proporzionalmente alla potenza di uscita del laser ed è rispettivamente 5KW (per 1000W), 7KW (per 1500W), 9KW (per 2000W) e 11KW (per 3000W).
Le saldatrici laser hanno anche diverse velocità di saldatura, con la potenza più bassa che è 0-160mm/s, mentre alla più alta 0-215mm/s.
Componenti della saldatrice
Le moderne saldatrici laser FANUCI tecnologicamente avanzate sono caratterizzate dalla versatilità del lavoro; possono essere utilizzate per diversi tipi di materiali, compresi quelli più delicati. Con il loro aiuto, possono essere uniti elementi di diverso spessore e forma. Le saldature ottenute sono molto durevoli e non richiedono ulteriori lavorazioni. Dobbiamo questo principalmente ai componenti affidabili utilizzati nella loro produzione.
Sorgente laser
L'efficienza del lavoro della saldatrice e la qualità della saldatura dipendono da essa. Le sorgenti laser a tecnologia a fibra sono caratterizzate da un'intensità 100 volte maggiore rispetto a quella di un laser CO2. Il punto focale più piccolo del raggio laser si traduce in un'alta densità di potenza, che, combinata con un alto assorbimento, influisce positivamente sull'efficienza dell'unione dei materiali. Si stima che la durata di vita di un laser a fibra sia di circa 100.000 ore, quindi può funzionare fino a 45 anni. Inoltre, è una tecnologia rispettosa dell'ambiente e favorevole a condizioni di lavoro sicure. I laser a fibra consentono la saldatura di materiali altamente riflettenti, il che li rende ancora più versatili e flessibili.
Testa laser
È composta da un ugello, un cassetto per vetro protettivo, un interruttore, un motore elettrico, un cavo in fibra ottica e una linea di raffreddamento e gas di protezione. Le saldatrici laser FANUCI utilizzano una testa dotata di un sistema di movimento del raggio elettrico, che consente di correggere le imperfezioni del materiale. Si muove con molta precisione e consente la saldatura a una velocità 2-10 volte più veloce rispetto alle teste tradizionali utilizzate nelle saldatrici laser portatili.
Alimentatore automatico di filo
Svolge un ruolo molto importante nel lavoro dell'operatore. Consente l'alimentazione automatica del filo, tenendo conto dei parametri impostati. È stato integrato con il software, il che si traduce in una precisione di lavoro ancora maggiore. L'alimentatore automatico di filo consente di lavorare con un riempimento di 0,8-2,0 mm di spessore in modalità "push" o "pull", cioè alimentando il filo mentre si guida contemporaneamente la mano dell'operatore.
Sistema di controllo
È responsabile del funzionamento del dispositivo e della gestione dei suoi parametri di lavoro. L'operatore può controllare la potenza di uscita del laser, la velocità e la larghezza della scansione, nonché impostare la modalità di saldatura - continua o modulata. Un grande vantaggio è la funzione di ricordare la modalità operativa della saldatrice, in modo che la prossima volta non sia necessario reimpostare gli stessi parametri.
Sistema di filtrazione
Le saldatrici laser a fibra ottica sono dotate di uno speciale estrattore di saldatura con un filtro responsabile della limitazione del livello di inquinamento dell'aria nel luogo di lavoro. Inoltre, l'aria purificata può tornare nuovamente nello spazio di lavoro. Questa soluzione mira a ridurre le perdite associate alla rimozione dell'aria calda all'esterno dell'edificio, che avviene nel caso di estrattori senza filtro. Il sistema di filtrazione PRO CleanAIR rimuove automaticamente polvere e vapori, il che si traduce non solo in un ambiente di lavoro più amichevole per l'uomo ma anche in una durata più lunga del dispositivo.
Vantaggi delle saldatrici laser
Le saldatrici laser, specialmente quelle a fibra, si distinguono per i parametri di lavoro che consentono loro di raggiungere una precisione superiore alla media nell'unione dei materiali. Costruiscono anche il loro vantaggio rispetto ad altri metodi di saldatura in termini di sicurezza e versatilità, nonché di efficacia, che consente l'eliminazione di ulteriori lavorazioni meccaniche dopo il completamento del processo di saldatura.
Quali aspetti rendono le saldatrici laser a fibra ottica migliori di altri dispositivi con lo stesso scopo?
- Generano meno calore, il che si traduce in un rischio ridotto di deformazione e altri difetti. Questo è condizionato da minori stress termici.
- Grazie alla capacità di regolare le dimensioni del raggio, funzionano bene quando si uniscono materiali più sottili e delicati.
- Le saldature non richiedono ulteriori lavorazioni meccaniche, il che si traduce in un tempo di lavoro più breve.
- Il sistema di filtrazione garantisce che il dispositivo non generi fumi dannosi per l'ambiente e per l'uomo. Questo favorisce la creazione di un ambiente di lavoro sicuro.
- La saldatrice laser funziona ad alta velocità, sia con materiali sottili che spessi. Questo si traduce in efficienza della lavorazione dei materiali.
- La lunga durata dei laser a fibra consente di generare maggiori risparmi. Tali dispositivi possono lavorare attivamente per 100.000 ore.
Applicazioni delle saldatrici
Le saldatrici laser sono utilizzate in molti settori. Possono essere utilizzate per unire elementi di grandi dimensioni, poiché non è necessario trasportare i materiali lavorati alla postazione di lavoro. Le saldatrici laser sono utilizzate, tra gli altri, nelle industrie aeronautica e automobilistica. Sono utilizzate per unire elementi nei sistemi fotovoltaici. Grazie alla loro precisione, hanno trovato la loro applicazione nella produzione di apparecchiature mediche, inclusi pompe per insulina e pacemaker. Sono anche apprezzate nell'industria elettronica e nella produzione di attrezzature sanitarie. Il processo di saldatura viene effettuato anche nelle industrie del mobile, delle costruzioni e delle finiture.
Cosa considerare quando si sceglie una saldatrice?
Quando si sceglie una saldatrice laser, si deve principalmente considerare il suo scopo finale - se sarà utilizzata per unire elementi piccoli o grandi, sottili o spessi, su scala minore o maggiore. Questi fattori determinano la scelta di un dispositivo con parametri appropriati che consentiranno un lavoro efficace ed efficiente. Quali fattori sono chiave?
- Potenza della saldatrice - maggiore è, meglio gestirà elementi più spessi e più grandi
- Software - il sistema che gestisce la saldatrice dovrebbe essere intuitivo e allo stesso tempo preparato per l'integrazione con i sistemi aziendali
- Materiale lavorato - su quali materiali può lavorare la saldatrice, se tra questi ci sono materiali altamente riflettenti
- Sistema di raffreddamento - nelle moderne saldatrici laser FANUCI, l'agente di raffreddamento è l'acqua, non l'aria, il che si traduce in un funzionamento più stabile e fluido
- Sistema di filtrazione - responsabile dell'aria pulita e del lavoro con un impatto avverso limitato sull'ambiente naturale
- Supporto post-vendita - i moderni laser a fibra sono caratterizzati da un'affidabilità molto elevata. Tuttavia, non ci sono macchine che a volte non richiedono riparazioni, specialmente con un uso intensivo. Vale quindi la pena prestare attenzione al servizio e al supporto post-vendita quando si acquista una saldatrice laser
La tecnologia laser ha rivoluzionato l'industria della lavorazione dei metalli. L'unione dei materiali è diventata più precisa, più veloce e più efficiente. La possibilità di automazione ha reso l'uomo più un supervisore dell'intero processo che il suo principale esecutore. Le saldatrici laser certamente semplificano l'intero lavoro, il che si applica non solo a piccoli impianti ma anche a grandi imprese che concentrano le loro attività principalmente sulla lavorazione dei metalli.