Essendo una tecnica di saldatura altamente avanzata, la saldatura laser è generalmente preferita per l'applicazione in parti in cui è richiesta una qualità di saldatura rigorosa. In tali parti, se si sceglie la saldatura a punti, lo spazio di saldatura limitato porterebbe a complesse modalità di processo, con conseguente qualità di saldatura scadente e l'impossibilità di ottenere gli effetti di qualità visiva desiderati in linea con il progetto. Ad esempio, aree come le sezioni del tetto e delle porte posteriori di un veicolo presentano zone di saldatura allungate e richiedono anche considerazioni sull'integrità della tenuta del veicolo. L'area del pannello laterale presenta complessità dovute sia alla sua forma allungata che alla forma intricata. Lo spazio di saldatura allungato e piatto della zona di apertura della porta, offrendo ampio spazio, si presta alla saldatura laser in sostituzione della saldatura a punti, migliorando l'efficacia della sigillatura delle strisce di tenuta della porta.
Fattore 1: angolo di incidenza
Body-in-white è costituito da una serie di componenti strutturati in modo complesso. Tuttavia, in alcune posizioni di saldatura tra questi componenti, i limiti di spazio pongono delle sfide quando si utilizza la saldatura laser. Ciò che può verificarsi è l'interferenza tra il giunto di saldatura e il pezzo o l'ostruzione del raggio laser da parte di altre parti del pezzo o di dispositivi vicini. In tali scenari, diventa necessario deviare il giunto di saldatura ad angolo prima che la saldatura possa iniziare. Questa modifica compromette la capacità di mantenere l'incidenza perpendicolare del raggio laser sulla superficie del pezzo durante il processo di saldatura, dando origine ad un angolo di incidenza del raggio.
Questa transizione del giunto di saldatura da un orientamento perpendicolare ad uno angolato rappresenta uno spostamento del raggio laser da incidente verticale a incidente obliquo sulla superficie del pezzo. All'aumentare dell'angolo di inclinazione, con il raggio che entra nella superficie con un certo angolo, l'area effettiva del punto luminoso sulla superficie del pezzo aumenta. Ciò si traduce in un'area di saldatura ampliata, accompagnata da un aumento della perdita di energia per riflessione, esercitando di conseguenza una certa influenza sulla qualità della saldatura.
Per giunti con lo stesso materiale ma con spessori di lamiera diversi, la deviazione dell'angolo incidente della trave ha un impatto più pronunciato sulla formazione di cordoni di saldatura su superfici di lamiera più spesse rispetto ai loro effetti su superfici di lamiera più sottili. Ciò è dovuto principalmente all'ampliamento dell'angolo incidente, che trasforma il punto laser circolare in una forma ellittica, che allarga l'area di saldatura. La diminuzione della densità di potenza del laser applicata al pezzo a causa della maggiore area di saldatura e dell'angolo di incidenza porta ad una ridotta capacità di penetrazione del laser. Inoltre, a causa dell'incidenza inclinata, lo spessore effettivo della lamiera effettivamente saldata aumenta.
Inoltre, all'aumentare dell'angolo di deflessione del raggio, aumenta anche la perdita di energia dovuta alla riflessione. Soprattutto quando si saldano lamiere più spesse, mantenere la stabilità del processo diventa difficile. Quando la perdita di energia raggiunge una determinata soglia, influisce sulla formazione superficiale del cordone di saldatura. Inoltre, l’ulteriore aumento della perdita di energia dovuta ad angoli di deflessione più elevati può impedire alle piastre di raggiungere la penetrazione completa. Al contrario, quando si saldano piastre più sottili, l’influenza della perdita di energia sulla stabilità del processo è relativamente minore rispetto alle piastre più spesse, con un impatto leggermente inferiore sull’aspetto e sulle prestazioni della saldatura. Dopo che il raggio laser viene deflesso ad angolo e inclinato sulla superficie della piastra, l'energia laser distribuita in modo gaussiano all'interno del punto focalizzato entra all'interno della piastra a diverse profondità. Per le piastre sottili, può verificarsi una fusione e solidificazione sufficiente del giunto per formare un cordone di saldatura. Tuttavia, per le lamiere spesse, a causa della perdita di energia, il processo di saldatura diventa meno stabile, portando a potenziali difetti di saldatura. Indipendentemente dal fatto che si tratti di piastre sottili o spesse, all'aumentare dell'angolo incidente, una parte dell'energia focalizzata penetra gradualmente più in profondità nel pezzo, provocando così un allargamento della larghezza di fusione tra le due piastre.
Per giunti di uguale spessore ma di materiale diverso varia anche l'influenza dell'angolo incidente sulla formazione del cordone di saldatura, determinata prevalentemente dalla facilità o difficoltà di saldatura dei rispettivi materiali.
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