Applicazione della tecnologia di saldatura laser nella saldatura di metalli dissimili

Molte industrie richiedono l'unione di materiali metallici disparati per ragioni strutturali, applicative o economiche. La combinazione di metalli diversi può sfruttare meglio le migliori proprietà di ciascun metallo. Pertanto, prima di iniziare qualsiasi operazione di saldatura, il saldatore deve determinare le proprietà di ciascun materiale, compreso il punto di fusione del metallo, la dilatazione termica, ecc., e quindi scegliere un processo di saldatura adatto a lui in base alle caratteristiche del materiale.

La saldatura di metalli diversi si riferisce al processo di saldatura di due o più materiali diversi (con composizioni chimiche, strutture o proprietà metallografiche diverse) in determinate condizioni di processo. Tra le saldature di metalli diversi, la più comune è la saldatura di acciai diversi, seguita dalla saldatura di metalli non ferrosi diversi. Quando vengono saldati metalli diversi, verrà prodotto uno strato di transizione con proprietà diverse dal metallo base. Poiché i metalli diversi presentano differenze significative nelle proprietà elementari, nelle proprietà fisiche, nelle proprietà chimiche, ecc., la tecnologia operativa di saldatura di materiali diversi è molto più complicata della saldatura dello stesso materiale.

Le macchine per saldatura laser possono superare questi ostacoli e ottenere davvero una saldatura perfetta di metalli diversi.

1. Saldatura laser di rame e acciaio

La saldatura rame-acciaio è una tipica saldatura di materiali dissimili. Esistono grandi differenze nei punti di fusione, nei coefficienti di conduttività termica, nei coefficienti di espansione lineare e nelle proprietà meccaniche del rame e dell'acciaio, che non favoriscono la saldatura diretta di rame e acciaio. Sulla base dei vantaggi della saldatura laser come elevata densità di energia termica, meno metallo fuso, zona ristretta influenzata dal calore, elevata qualità delle giunzioni ed elevata efficienza produttiva, la saldatura laser di rame e acciaio è diventata l'attuale tendenza di sviluppo. Tuttavia, nella maggior parte delle applicazioni industriali, il tasso di assorbimento del laser del rame è relativamente basso e il rame è soggetto a difetti come ossidazione, pori e crepe durante il processo di saldatura. Il processo di saldatura laser di metalli diversi in rame e acciaio basato su laser multimodali necessita di ulteriore sviluppo.

2. Saldatura laser di alluminio e acciaio

I punti di fusione dell'alluminio e dell'acciaio sono molto diversi ed è facile formare composti metallici di materiali diversi. Inoltre, le leghe di alluminio e acciaio hanno le caratteristiche di elevata riflettività ed elevata conduttività termica, quindi è difficile formare buchi durante la saldatura e durante la saldatura è richiesta un'elevata densità di energia. Gli esperimenti hanno scoperto che controllando l'energia laser e il tempo di azione del materiale, è possibile ridurre lo spessore dello strato di reazione dell'interfaccia e controllare efficacemente la formazione della fase intermedia.

3. Saldatura laser di alluminio magnesio e leghe di alluminio magnesio

L'alluminio e le sue leghe presentano i vantaggi di una buona resistenza alla corrosione, un'elevata resistenza specifica e una buona conduttività elettrica e termica. Il magnesio è un metallo non ferroso che è più leggero dell'alluminio, ha una resistenza specifica e una rigidità specifica più elevate e ha una buona resistenza agli urti. Il problema principale della saldatura magnesio-alluminio è che il metallo base stesso si ossida facilmente, ha un'elevata conduttività termica e produce facilmente difetti di saldatura come crepe e pori. Inoltre produce facilmente composti intermetallici, che riducono significativamente le proprietà meccaniche dei giunti di saldatura.

Quanto sopra è l'applicazione di saldatura della saldatrice laser in materiali metallici diversi. La saldatura laser di materiali metallici diversi si è espansa dall'acciaio diverso ai metalli non ferrosi e alle loro leghe, in particolare le leghe di magnesio-alluminio e le leghe di titanio-alluminio. La saldatura laser ha fatto progressi e sono stati ottenuti giunti saldati con una certa profondità di penetrazione e resistenza.