Come saldare il rame mediante Laser?

Il rame ha una conduttività elettrica e una resistenza alla corrosione senza precedenti. Tuttavia, questo metallo incredibile può essere complicato da lavorare quando si tratta di saldare. La sua elevata conduttività termica e riflettività rende più difficile incorporare tali materiali con metodi tradizionali. La saldatura mediante Laser offre una soluzione efficace a questi problemi, liberando il potenziale del rame con il suo preciso controllo del calore e la sua concentrazione.

In questo articolo, we' esplorare le sfide poste da questo metallo unico, esplorare i metodi di saldatura a laser più efficaci, e fornirvi le conoscenze necessarie per ottenere saldature di alta qualità e affidabili.

Sfide per saldare il rame

Il rame ha un’eccellente energia laser, conduttività elettrica, conduttività termica e resistenza alla corrosione. A causa di queste qualità, il rame ha un’ampia gamma di applicazioni in vari settori industriali. Tuttavia, quando si tratta di saldature a laser, questo metallo versatile presenta una serie di sfide a causa delle sue proprietà fisiche e chimiche uniche.

1. Conduttività termica

Il rame presenta la maggiore conduttività termica tra gli altri metalli da costruzione. Il calore applicato durante la saldatura evapora rapidamente in tutto il materiale, rendendo difficile localizzare il calore necessario per formare una solida piscina di saldatura. Ciò può comportare una fusione incompleta, saldature deboli e una maggiore resistenza alla fessurazione.

2. riflettività

Il rame è inoltre caratterizzato da un elevato potere riflettente e da saldature di alta qualità, il che può comportare un altro strato di complessità quando lo si utilizza. Il raggio laser si riflette sulla superficie e riduce l’energia assorbita dal metallo. Ciò richiede una maggiore potenza laser, che esaspera ulteriormente i problemi dell’evaporazione termica e causa la saldatura dei difetti del rame come la porosità e la velocità di diffusione.

3. ossidazione

Il rame forma facilmente gli ossidi ad alte temperature, il che rappresenta una grande sfida per la saldatura. Questi ossidi possono contaminare la saldatura, indebolirne le proprietà meccaniche e introdurre inclusioni che distruggono l’integrità della saldatura. Se si desidera evitare questo problema, potrebbe essere necessario fare maggiore attenzione con le tecniche di schermatura e la selezione del flusso.

Oltre a queste caratteristiche fondamentali, molti altri fattori contribuiscono alla difficoltà della saldatura In rame. Il suo elevato coefficiente di espansione termica può causare curvatura e deformazione durante la saldatura. Inoltre, la disponibilità di metalli di carica adatti per la brasatura è limitata, il che rende più complessa la brasatura.

Vantaggi della saldatura mediante Laser del rame

La saldatura mediante Laser è diventata la tecnologia scelta per unire i componenti in rame, in quanto offre molti vantaggi rispetto a metodi tradizionali come la saldatura ad arco o la saldatura. Alcuni dei principali benefici sono elencati di seguito:

1. Saldature di alta qualità

La fornitura precisa di energia del processo di saldatura produce saldature pulite e forti con una distorsione termica minima.

2. Processo di saldatura a penetrazione profonda

Il raggio laser mirato di saldatura a laser consente una maggiore penetrazione della saldatura rispetto ai metodi tradizionali. È noto anche per il miglioramento della forza e della resistenza delle articolazioni.

3. Processo di saldatura a conduzione termica

Il riscaldamento localizzato della saldatura in rame riduce al minimo la zona termicamente alterata, riducendo in tal modo la deformazione e la fessurazione.

4. Migliorare la conduttività elettrica

Il processo di saldatura in rame facilita un controllo preciso e la protezione dei gas inerti. Allo stesso tempo, può prevenire l’ossidazione e mantenere l’eccellente conduttività del rame nell’area della saldatura.

Quale metodo di saldatura a laser è migliore per il rame?

La determinazione del migliore metodo di saldatura a laser in rame dipende in larga misura dalle preferenze e dalle esigenze dei clienti. Di seguito sono riportati alcuni dei migliori metodi per la saldatura in rame:

1. Saldatura a laser ad onde continue (cn)

Tra gli altri procedimenti di saldatura a laser, la saldatura a laser a onda continua è adatta alla saldatura a penetrazione profonda di profilati di rame spesso. A differenza di altre tecnologie laser intermittenti, i laser a cn forniscono un fascio continuo di energia e un fascio stabile.

Vantaggio:

Fornisce un apporto termico coerente.

La velocità di saldatura è elevata e il rendimento elevato.

Buon controllo della profondità di saldatura.

Carenza:

L’energia elettrica deve essere attentamente controllata per evitare eccessive immissioni di calore e distorsioni.

Può non essere adatto a una sottile affettatura a causa di un elevato grado di penetrazione del calore.

2. Laser a diodo verde

I laser a diodo verde sono i più adatti per unire sottili lamine di rame, microsaldatura e fabbricazione di additivi. Invece delle lunghe lunghezze d’onda dei tradizionali, emettono luce verde concentrata perfettamente compatibile con le tecniche di saldatura del rame.

Vantaggio:

A causa della lunghezza d’onda più corta (circa 515 nanometri).

L’apporto di calore è ridotto rispetto ai laser convenzionali a infrarossi, minimizzando la distorsione e la dispersione.

Controllo preciso delle dimensioni delle saldature e della zona termicamente alterata.

Carenza:

Potenza limitata rispetto ad altri tipi di laser.

Tecnologia relativamente nuova.

I costi delle attrezzature sono più elevati.

3. Fibra laser

I laser in fibra sono emersi come forti contendenti, che offrono soluzioni versatili ed efficienti per saldare il rame. Questi laser si prestano meglio ad una varietà di spessori di rame e alla versatilità delle applicazioni.

Vantaggio:

Alta potenza e qualità del fascio.

Adatta sia alle sezioni sottili che a quelle spesse.

Le opzioni flessibili di lunghezza d’onda (915 nm, 1064 nm) possono essere adattate per specifiche leghe di rame.

Progettazione compatta ed efficiente.

Carenza:

Il rame puro ha un tasso di assorbimento inferiore.

Richiede un’attenta ottimizzazione dei parametri per evitare problemi di tipo termico

4. Laser infrarosso

I laser a infrarossi sono noti per la connessione di componenti delicati come fili e circuiti negli smartphone, nei sensori e nelle schede dei circuiti stampati. Essi sono inoltre utilizzati per saldare le linguette delle batterie, le barre di autobus e gli scambiatori di calore per i veicoli elettrici. Inoltre, i laser a infrarossi possono essere utilizzati per creare strutture leggere e robuste per aeromobili e veicoli spaziali.

Vantaggio:

Rispetto alle nuove tecnologie laser, i laser a infrarossi offrono un’opzione più economica per la saldatura del rame.

La saldatura a laser a infrarossi è una tecnologia matura con infrastrutture consolidate e attrezzature facilmente disponibili.

I laser a infrarossi possono essere utilizzati con una serie di tecniche di saldatura, tra cui la saldatura per conduzione, per sondaggio e per penetrazione profonda.

Carenza:

Un elevato apporto termico può causare dispersioni e porosità nella saldatura.

Questo processo richiede una maggiore pulizia e può influire sulla resistenza delle articolazioni.

La grande HAZ e la potenziale distorsione rendono i laser a infrarossi meno adatti alla saldatura ad alta precisione di sottili lamiere di rame. 

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